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调和


“调和”一词在数学中有几个不同的含义,但没有一个含义与其他含义明显相关。简谐运动或“调和振荡”指的是具有正弦波形的振荡。这些函数满足微分方程

 (d^2x)/(dt^2)+omega^2x=0,
(1)

其解为

 x=Acos(omegat+phi_1)+Bsin(omegat+phi_2).
(2)

因此,调和分析一词被用来描述 傅里叶级数,它将任意函数分解为正弦波的叠加。

在复分析中,调和函数指的是实值函数 f(x,y),它满足 拉普拉斯方程

 del ^2f(x,y)=0,
(3)

其中 del ^2拉普拉斯算子。虽然这个定义类似于调和振荡的定义,但它省略了微分方程中的第二项。如果将第二项加回,则得到 亥姆霍兹微分方程

 del ^2f(x,y)+k^2f(x,y)=0.
(4)

对于线段上的距离,调和范围是四个 共线ABCD 的集合,排列如下:

 (AC)/(CB)=-(AD)/(DB).
(5)

这个术语的使用可能源于使用“调和”来指代小整数的音符比率,这些比率产生悦耳的声音,在音乐理论中被称为“和声”。

对于一组数据点 x_i调和平均数 H 定义为

 1/H=1/nsum_(i=1)^n1/(x_i).
(6)

“调和”的这种用法与前面的用法之间的联系并不明显。


另请参阅

调和加法定理调和共轭调和共轭函数调和坐标调和分解调和除数调和形式调和函数调和-几何平均数调和同调调和对数调和映射调和平均数调和平均数指数调和数调和范围调和级数简谐运动

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请引用为

Weisstein, Eric W. "Harmonic." 来源:MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Harmonic.html

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