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傅里叶级数--三角波


FourierSeriesTriangleWave

考虑一个对称的三角波 T(x) 周期为 2L。由于函数是奇函数

a_0=0
(1)
a_n=0,
(2)

并且

b_n=2/L{int_0^(L/2)x/(L/2)sin((npix)/L)dx+int_(L/2)^L[1-2/L(x-1/2L)]sin((npix)/L)dx}
(3)
=(32)/(pi^2n^2)cos(1/4npi)sin^3(1/4npi)
(4)
=(32)/(pi^2n^2){0 n=0, 4, ...; 1/4 n=1, 5, ...; 0 n=2, 6, ...; -1/4 n=3, 7, ...
(5)
=8/(pi^2n^2){(-1)^((n-1)/2) for n odd; 0 for n even.
(6)

因此,三角波的傅里叶级数为

 f(x)=8/(pi^2)sum_(n=1,3,5,...)^infty((-1)^((n-1)/2))/(n^2)sin((npix)/L).
(7)
FourierSeriesTriangleWaves

现在考虑一个非对称三角波,其固定在 x 距离处,该距离是距离 L 的 (1/m) 分之一。则位移作为 x 的函数为

 f_m(x)={(mx)/L   for 0<=x<=L/m; 1-m/((m-1)L)(x-L/m)   for L/m<=x<=2L-L/m; m/L(x-2L)   for 2L-L/m<=x<=2L.
(8)

因此,系数

a_0=0
(9)
a_n=0
(10)
b_n=-(2(-1)^nm^2)/(n^2(m-1)pi^2)sin[(n(m-1)pi)/m].
(11)

m=2 得到与之前相同的傅里叶级数。


另请参阅

傅里叶级数, 傅里叶级数--锯齿波, 傅里叶级数--方波, 三角波

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请引用本文为

Weisstein, Eric W. "傅里叶级数--三角波。" 来自 MathWorld——Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/FourierSeriesTriangleWave.html

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