傅里叶级数一般公式合集 |
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- 1 - 傅里叶级数一般公式
傅里叶级数是一种十分重要而且重要的数学概念, 它具有普遍性 和广泛应用,在工程、数学和物理等领域有深远的影响。其实,傅里 叶级数也被称为 Fourier 级数,它是 1826 年法国数学家傅里叶 ( Joseph Fourier ) 提出的数学公式, 用于描述一个周期函数的重建。 它基于 Fourier 的发现, 即任何周期函数都可以用正弦或余弦组合函 数表示,并且可以用有限个正弦或余弦波来近似表示它。
傅里叶级数的一般公式如下:
f ( x ) =a_0 +∑_ n=1 _( A_n*Cos ( nx ) +B_n*Sin ( nx ) )
等价于
f ( x ) =a_0 +∑_ n=1 _( A_n*Cos (ω x+ φ _n ) )
其中, A_n 和 B_n 是傅里叶系数, a_0 是偏移量,ω是周期,而 φ _n 表示相位。
由于某些科学应用需要近似表达函数, 因此傅里叶级数的概念被 广为应用, 在工程中表现为有限个正弦以及余弦函数的线性组合。 例 如,在水波动力学中,可以用傅里叶级数来描述海浪的高度和速度。 并且,由于傅里叶级数拥有许多优点,如解析性、小数量级、计算简 便、 便于理解, 因此它也可以被用来模拟金融市场和力学系统等机械 系统。
此外,傅里叶级数也被用于数据压缩,如在视频压缩领域中,可 以使用它来表示连续的图像数据,用有限的数据点捕捉大量的细节, 从而实现空间压缩;另外, 在声音处理中,傅里叶级数也可用来表示 |
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