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标题: 2.4.1傅里叶级数与傅里叶分析的由来 [打印本页]

作者: 爱卫生    时间: 2012-12-9 19:09:34     标题: 2.4.1傅里叶级数与傅里叶分析的由来

欧拉继续分析下去,发现所有的振荡模式都是x的正弦函数,并成谐波关系。欧拉得出的结论是:如果某一时刻振动弦的形状是其谐波的组合,那么在其后任何时刻,振动弦的形状也都是这些振荡谐波的组合。

欧拉的结论很深奥,咱们用一句通俗的话说,那就是在绳子上滚动的信号,总可以表示为图2.20所示的一堆正弦波的叠加,至于每个正弦波所占的比重也就是系数咱另说。正弦函数和余弦函数也统称三角函数,在信号与系统中,往往习惯叫三角函数。

1753年,伯努利声称一根弦的实际运动都可以用振荡谐波的线性组合来表示。

1759年,拉格朗日提出了反对意见,他批评了使用三角级数来研究振动弦的主张,认为这个没多大用处。因为实际的信号往往有中断点的,不像绳子一样从头到尾都是完整的。那么有间断点的信号就像一根断了的绳子,你还能用三角级数来分析吗?

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这时候轮到我们的主人公傅里叶登场了。1807年,傅里叶在进行热力学研究的时候发现,表示一个物体温度分布的时候,成谐波关系的正弦函数级数是非常有用的。这时候他提出了一个大胆的猜想:“任何”周期信号都可以用成谐波关系的正弦函数级数来表示? !

这个论述非常有意义,因为它适用范围非常广。傅里叶本人并没有给出详细的数学论证,这个命题后来是由狄里赫利给出完整的证明:在一定的条件下,周期信号可以用成谐波关系的正弦函数级数来表示。

另外,傅里叶还给出了非周期信号的表达方式:不是成谐波关系的正弦信号的加权和,而是不全成谐波关系的正弦信号的加权积分。






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