傅里叶变换公式推导过程
时间: 2023-08-03 08:09:25 浏览: 511
傅立叶变换推导
傅里叶变换的推导过程可以通过以下步骤来理解:
1. 傅里叶变换认为一个周期函数(信号)可以通过多个周期函数(基函数)相加而合成,其中基函数是一组特殊的函数(三角函数)作为正交基。这样,任意函数(信号)f(t)可以表示为基函数的线性组合。
2. 傅里叶变换的目的是将时域上的信号转换为频域上的信号。在频域中,我们可以更简单地处理一些在时域中不易处理的问题。
3. 傅里叶变换公式可以通过将周期函数的展开系数Ck除以周期T来得到。当T趋近于无穷时,频谱间隔越来越近,最终频谱变为连续的。
4. 为了得到傅里叶变换的结果,我们可以将一个非周期函数看作是一个周期函数的一部分。然而,当T趋近于无穷时,展开系数Ck会趋向于零,使得整个傅里叶系数的公式失去意义。
5. 为了解决这个问题,我们可以从另一个角度来看待傅里叶变换。我们将展开系数Ck除以周期T的部分去掉,得到一个关于k/T的函数gf(k/T)。当T趋近于无穷时,k/T这个离散变量之间越来越趋近,函数gf(k/T)就从离散的变为连续的。
6. 我们将k/T连续变量设为s,这样关于f(t)的傅里叶级数可以看作是无数个连续的gf(s)e^2πist的累加和。乘以1/T并将累加和转换为积分,最终得到了傅里叶变换公式。
傅里叶变换公式的推导过程可以总结为:将周期函数展开为基函数的线性组合,将展开系数除以周期T得到关于k/T的函数,当T趋近于无穷时,函数从离散的变为连续的,将离散变量k/T设为s,得到无数个连续的gf(s)e^2πist的累加和,乘以1/T并将累加和转换为积分,最终得到傅里叶变换公式。
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