傅立叶级数一个小问题

如图.在看这篇科普文章.可还是有几个点不懂..
作者说可以发现,在频谱中,偶数项的振幅都是0,也就对应了图中的彩色直线。振幅为0的正弦波。
这句话为什么??为何偶数项振幅都是0?
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fourier_series_square_wave_circles_animation.gif而且这个动态图里面为何周期每增加2T,就会多一个小圆在动?

一定有细心的读者发现了,每两个正弦波之间都还有一条直线,那并不是分割线,而是振幅为0的正弦波!也就是说,为了组成特殊的曲线,有些正弦波成分是不需要的。
为何??不能一定需要的吗

文章作者为了避免出现数学公式,没有给出这个波的傅里叶级数表达式。而且注意,作者所提的“正弦波”泛指sin cos,所以这里的正弦波其实都是cos
你把它的级数表达式写出来就会发现:1.因为要拟合方波,是个偶函数,所以级数肯定是只由余弦函数组成,正弦部分全为0.
2.。在余弦函数部分,计算可得偶数项又为0(具体没算,我估计是这样)。所谓不需要,其实就是说利用傅里叶公式算出来这些项为0。

至于动态图中的大小圆:
多一个小圆在动,并不是因为周期增加了。
它每一行那个动态图,指的是把这行及上面所有的正弦函数全部加起来后,得到的图像。

为什么这些函数的和的图像可以这样画出来呢?
第一行只有一个圆时好理解。第二行要做出前两个正弦函数的和的图像,那么它每个自变量对应的值,应该是等于第一个圆在此时刻的值,加上第二个圆在此时刻的值,即,取第一个圆上该时刻对应的点为圆心,做第二个圆(半径为振幅),再在第二个圆上找到该时刻对应的点,则该点就是该时刻两个函数的和对应的点。第三四行以此类推。

这样说不知道能不能理解,不懂再追问
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第1个回答  2015-01-26
这是方波的特性吧,偶数项振幅就是为了生成方波而去掉的。如果要生成锯齿波或者其他波的话,偶数项振幅就不一定是0了。
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