傅立葉係數

傅立葉係數

傅立葉係數由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,常常被套用在信號處理領域中。對於任意的周期信號,如果滿足一定條件,都可以展開三角函式的線性組合,每個展開項的係數稱為傅立葉係數。

基本介紹

  • 中文名:傅立葉係數
  • 外文名:Fourier coefficient
  • 別稱:傅立葉係數
  • 歸屬學科:數學
  • 基本釋義:信號的傅立葉級數的係數
  • 套用:信號處理
數學分析,定義,一般的周期函式,偶函式,奇函式,相關定理,信號與系統,三角傅立葉級數,指數傅立葉級數,

數學分析

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:
一般地說,若
是以
為周期且在
上可積的函式 ,則按上式計算出的
稱為函式
(關於三角函式系)的傅立葉係數,以
的傅立葉係數為係數的三角級數稱為
(關於三角函式系)的傅立葉級數,記作:
其中,記號“
”表示上式右邊是左邊函式的傅立葉級數

一般的周期函式

若
是以
為周期且在
上可積的函式 ,則:
稱為函式
(關於三角函式系)的傅立葉係數

偶函式

若
是以
為周期的偶函式,或是定義在
上的偶函式 ,則:
稱為函式
(關於三角函式系)的傅立葉係數

奇函式

若
是以
為周期的奇函式,或是定義在
上的奇函式 ,則:
稱為函式
(關於三角函式系)的傅立葉係數

相關定理

定理1
若函式
在
上可積,則
其中,
為函式
的傅立葉係數
定理2
若
是以
為周期且在
上可積的函式 ,則它的傅立葉級數部分和
當
時,被積函式中的不定式由極限
來確定。

信號與系統

三角傅立葉級數

以高等數學中的知識,任何周期為
的周期函式
,在滿足狄利克雷條件時,可以由三角函式的線性組合來表示
上式即為周期信號的三角傅立葉級數表達式,其中,
為基波信號,
為
次諧波頻率,
是傅立葉係數。
又可表示為
其中,傅立葉係數
,振幅
,相位
之間的關係是
可看出,
和
都是
的偶函式,
和
都是
的奇函式。

指數傅立葉級數

其中,傅立葉係數
還可寫成:

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