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傅里葉係數

鎖定
傅里葉係數由Fourier coefficient翻譯而來,有多箇中文譯名。它是數學分析中的一個概念,常常被應用在信號處理領域中。對於任意的週期信號,如果滿足一定條件,都可以展開三角函數的線性組合,每個展開項的係數稱為傅里葉係數。
中文名
傅里葉係數
外文名
Fourier coefficient
別    名
傅立葉係數
歸屬學科
數學
基本釋義
信號的傅里葉級數的係數
應    用
信號處理
定    義
對於任意的週期信號,如果滿足一定條件,都可以展開三角函數的線性組合,每個展開項的係數稱為傅里葉係數

傅里葉係數數學分析

傅里葉係數定義

若在整個數軸上
且等式右邊級數一致收斂,則有如下關係式: [1] 
一般地説,若
是以
為週期且在
上可積的函數,則按上式計算出的
稱為函數
(關於三角函數系)的傅里葉係數,以
的傅里葉係數為係數的三角級數稱為
(關於三角函數系)的傅里葉級數,記作:
其中,記號“
”表示上式右邊是左邊函數的傅里葉級數 [1] 

傅里葉係數一般的週期函數

是以
為週期且在
上可積的函數,則:
稱為函數
(關於三角函數系)的傅里葉係數 [1] 

傅里葉係數偶函數

是以
為週期的偶函數,或是定義在
上的偶函數,則:
稱為函數
(關於三角函數系)的傅里葉係數 [1] 

傅里葉係數奇函數

是以
為週期的奇函數,或是定義在
上的奇函數,則:
稱為函數
(關於三角函數系)的傅里葉係數 [1] 

傅里葉係數相關定理

定理1
若函數
上可積,則
其中,
為函數
的傅里葉係數 [1] 
定理2
是以
為週期且在
上可積的函數,則它的傅里葉級數部分和
時,被積函數中的不定式由極限
來確定。 [1] 

傅里葉係數信號與系統

傅里葉係數三角傅里葉級數

以高等數學中的知識,任何週期為
的週期函數
,在滿足狄利克雷條件時,可以由三角函數的線性組合來表示
上式即為週期信號的三角傅里葉級數表達式,其中,
為基波信號,
次諧波頻率,
是傅里葉係數。
又可表示為
其中,傅里葉係數
,振幅
,相位
之間的關係是
可看出,
都是
的偶函數,
都是
的奇函數 [2] 

傅里葉係數指數傅里葉級數

其中,傅里葉係數
還可寫成 [2] 
參考資料
  • 1.    華東師範大學數學系.數學分析(下).北京:高等教育出版社,2010年6月:67-91
  • 2.    劉泉.信號與系統.北京:高等教育出版社,2010年2月:56-58