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从周期函数的三角形式傅里叶级数引申到指数形式的傅里叶级数

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名字比较拗口,实际上是:对于一个周期函数,从 三角形式傅里叶级数 引申到 指数形式的傅里叶级数,为什么引申到指数形式,因为加入指数形式后,运算更加简洁,同时引入了方向的概念,因此也有了负频率。

下面是详细的推导过程:

基本思路:

主要就是利用欧拉公式,把三角形式中从cos sin函数分别用欧拉公式代入,然后 令 F(nw1)=(an - jbn)/2,从而得出指数形式的傅里叶级数。

下图中,倒数第二行中,F(nw1)的由来,参考下图:an也是自己包含nw1,F是关于n的函数,从1到正无穷,扩展到了负无穷到正无穷,至此,傅里叶级数变得很简单

指数形式的傅里叶变化中,我们依然关心的是系数:F(nw1),因为从前面的假设:F(nw1)=(an - jbn)/2,我们再次利用欧拉公式,就可以得到具体的公式。

从周期函数的三角形式傅里叶级数引申到指数形式的傅里叶级数

思考:

从周期函数的三角形式傅里叶级数引申到指数形式的傅里叶级数

系数2没有是指,前面F(nw1)替换的时候,分子上多了个2,因此这里没有2.

上面都是指周期信号,下面说下非周期信号,从而引出傅里叶变换。绝大多数信号都是非周期信号,可以把非周期信号看成周期很长的周期信号。也就是把下图中的T趋向于无穷。

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