傅里叶变换基本条件(直观的阐述傅里叶变换中隐含的基础原理)

如下就是著名额傅里叶变换公式,也是最伟大的数学公式之一

傅里叶变换基本条件(直观的阐述傅里叶变换中隐含的基础原理)(1)

我们输入一个有关时间t的函数,就会得到一个有关ω的输出函数,这个公式会告诉我们信号中存在哪些正弦波。为什么这么说呢?

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如果我们输入一个纯余弦函数或纯正弦波函数,输出函数只有一个尖峰,因为余弦函数是关于y轴对称的,所以你会看到两个尖峰,如下图所示

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而且这两个尖峰对应的角频率ω=2和ω=-2

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如果我们输入的是一个非周期函数,经过傅里叶变换就会得到一个更为复杂的结果,因为这个非周期函数需要无穷多个正弦波的叠加才能形成

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如下图所示:中间的蓝色部分,是无穷多个正弦波的叠加,构成了非周期的方波。右边的波浪线是f(t)在各个频率上的分布强度,可以理解为正弦波的强度

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在这里有一个非常有意思的结论:傅里叶变换的零点,表示的是原始信号曲线下的面积,

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在这里,当角频率ω=0的时候,变换公式中有关e的指数项等于1

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所以我们就得到了一个一般性的积分公式,它就是曲线下的面积,如下图所示

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