sinx+cosx的频谱
时间: 2024-04-27 09:19:24 浏览: 125
首先,我们可以将 $sin(x)+cos(x)$ 表示为 $A\cdot sin(x+\phi)$ 的形式,其中 $A$ 是振幅,$\phi$ 是相位。
将 $sin(x)+cos(x)$ 化简得到:
$sin(x)+cos(x)=\sqrt{2}\cdot sin(x+\frac{\pi}{4})$
因此,$A=\sqrt{2}$,$\phi=\frac{\pi}{4}$。
接下来,我们可以对 $sin(x+\frac{\pi}{4})$ 进行傅里叶变换,得到它的频谱。傅里叶变换公式如下:
$F(\omega)=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}f(x)e^{-i\omega x}dx$
其中,$f(x)$ 是原函数,$\omega$ 是角频率,$i$ 是虚数单位。
将 $sin(x+\frac{\pi}{4})$ 代入傅里叶变换公式,得到:
$F(\omega)=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}sin(x+\frac{\pi}{4})e^{-i\omega x}dx$
使用欧拉公式 $e^{-ix}=cos(x)-isin(x)$,将 $sin(x+\frac{\pi}{4})$ 转化为 $e^{i(x+\frac{\pi}{4})}-e^{-i(x+\frac{\pi}{4})}$,得到:
$F(\omega)=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}(e^{i(x+\frac{\pi}{4})}-e^{-i(x+\frac{\pi}{4})})e^{-i\omega x}dx$
化简后得到:
$F(\omega)=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}e^{ix(\frac{\pi}{4}-\omega)}dx - \frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}e^{-ix(\frac{\pi}{4}+\omega)}dx$
根据傅里叶变换的性质,我们可以得到:
$F(\omega)=\sqrt{\frac{2}{\pi}}(\delta(\omega-\frac{\pi}{4})-\delta(\omega+\frac{\pi}{4}))$
其中,$\delta(x)$ 是狄拉克 $\delta$ 函数,表示一个脉冲信号,它在 $x=0$ 处取值为无穷大,且在其他位置取值为 0。
因此,$sin(x)+cos(x)$ 的频谱为:
$\sqrt{\frac{2}{\pi}}(\delta(\omega-\frac{\pi}{4})-\delta(\omega+\frac{\pi}{4}))$
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