tut的傅里叶变换推导

网友 百科知识 2026-01-23 17:33:39 1

傅里叶变换是一种将一个函数从时域转换到频域的数学工具。它可以将一个函数表示为一系列正弦和余弦函数的和,从而提供了一种分析信号频谱的方法。

傅里叶变换的推导可以通过以下步骤进行:

1. 假设我们有一个函数f(t),它在时域上是连续的。

2. 我们可以将f(t)表示为一系列正弦和余弦函数的和,即:

f(t) = A0 + Σ(Ak * cos(kωt) + Bk * sin(kωt))

其中,A0是直流分量,Ak和Bk是频率为kω的正弦和余弦分量的振幅。

3. 我们可以使用欧拉公式将正弦和余弦函数转换为复指数形式:

cos(kωt) = (e^(ikωt) + e^(-ikωt)) / 2

sin(kωt) = (e^(ikωt) - e^(-ikωt)) / (2i)

4. 将上述公式代入f(t)的表达式中,得到:

f(t) = A0 + Σ((Ak + iBk) * e^(ikωt) + (Ak - iBk) * e^(-ikωt)) / 2

5. 我们可以将f(t)表示为复指数形式的和:

f(t) = Σ(Ck * e^(ikωt))

其中,Ck = (Ak + iBk) / 2 是频率为kω的复振幅。

6. 傅里叶变换将函数f(t)从时域转换到频域,得到函数F(ω),即:

F(ω) = ∫[f(t) * e^(-iωt)] dt

其中,∫表示积分运算。

7. 将f(t)的表达式代入傅里叶变换公式中,得到:

F(ω) = ∫[Σ(Ck * e^(ikωt)) * e^(-iωt)] dt

8. 由于积分和求和可以交换顺序,我们可以将求和符号移到积分符号外面,得到:

F(ω) = Σ[Ck * ∫(e^(ikωt) * e^(-iωt)) dt]

9. 根据欧拉公式,e^(ikωt) * e^(-iωt) = e^(i(k-1)ωt)。因此,上述积分的结果为:

∫(e^(ikωt) * e^(-iωt)) dt = 2π * δ(k-1)

其中,δ(k-1)是Dirac Delta函数,当k-1=0时为1,否则为0。

10. 将上述结果代入傅里叶变换公式中,得到:

F(ω) = Σ[Ck * 2π * δ(k-1)]

11. 由于δ(k-1)只在k=1时为非零,因此上述求和只有一项,即:

F(ω) = C1 * 2π

12. 最终,我们得到了傅里叶变换的结果:

F(ω) = C1 * 2π

其中,C1是频率为ω的复振幅。

这就是傅里叶变换的推导过程。通过傅里叶变换,我们可以将一个函数从时域转换到频域,从而分析信号的频谱特性。

免责声明:本站内容仅用于学习参考,信息和图片素材来源于互联网,如内容侵权与违规,请联系我们进行删除,我们将在三个工作日内处理。邮箱:303555158@QQ.COM。 欢迎关注 企业摆账网

企业摆账网

企业摆账网提供个人/企业摆账,大额存单质押摆账,银承摆账,工程亮资,企业增资验资,公司注册资本实缴,代办验资报告,企业存款证明,企业资金证明以及上市公司审计过账和美化财务报表等大额资金业务。
扫一扫,添加客服微信
添加客服微信,免费咨询!

Copyright © 格特瑞商务咨询-企业摆账网 版权所有 | 黔ICP备19002813号