通信M班长:如果你想深入学习通信技术,那得懂点傅里叶变换;本文将继续从三角函数出发,一步步走向傅里叶级数没错,这将是一个系列性文章,如果你是在校大学生或者通信工作者,希望这些文章可以帮助到你,现在小编就来说说关于指数形式的傅里叶级数怎么求?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!

指数形式的傅里叶级数怎么求(看似不相关的相似)

指数形式的傅里叶级数怎么求

通信M班长:如果你想深入学习通信技术,那得懂点傅里叶变换;本文将继续从三角函数出发,一步步走向傅里叶级数。没错,这将是一个系列性文章,如果你是在校大学生或者通信工作者,希望这些文章可以帮助到你。

傅里叶同学告诉我们,任何周期函数,都可以看作是不同振幅,不同相位正弦波的叠加。

下图是一些正弦函数,所谓三次、五次、七次、七次谐波都表示频率的变化,图中基波的频率为1/2π,三次谐波的频率就为3*1/2π,依次类推,频率逐渐增大。大家可以回想上一篇文章的正弦声音。

基波与谐波

我们把这些谐波累加,从下图可以看出,竟然逐渐呈现出方波的形态,是不是不可思议。没错看似不相干的矩形与正弦,在错误的道路上,逐步走到一起了。

谐波累加

我们看看维基大神制作的动图,你会发现整个叠加过程更为直观。

动图累加

三角函数转化为复指数形式表达

作为一名工科狗,虽然不要考虑复杂的数学证明,我们大可不必纠结结论的证明过程,因为工科的重点是应用。班长在学校期间,总是试图了解一切为什么,为什么得出这个结论的,这个怎么证明啊?但一深究发现里面的数学推导,自己未必可以接受。

所以,学霸除外,工科学生更需要把重心放在应用。一个优秀的工程师和一个优秀的数学家,对我们国家同样重要!

但今天班长和大家说的这个推导,涉及基础知识高中就学过,而且这个推导过程有助于您建立“分离”的概念!

手写稿,见谅

上图将三角函数转化为复指数形式,看起来形式更加简单,而且便于我们下一步求解傅里叶的系数。更有利于将来我们用矩阵分析的思想来看傅里叶变换哦。

这里用到了欧拉公式与简单的三角展开式,推导并不负责,建议各位小伙伴动手实验一下。

本文涉及到图形优Matlab作出,需要代码的请私信。