可以描述事物的连续变化,虚数单位
可以描述旋转,复指数函数
代表一个连续旋转的圆。(这一点不太理解的,可阅读上面三篇文章,里面有详细介绍)。当频率为
时,
时,
clc;clear;h = animatedline;xl=xlabel('cos(\omegat)');% yl=ylabel('sin(\omegat)');% grid on;title('\omega = 1rad/s Made by J Pan')axis([-1,1,-1,1]);axis square;N = 100;t=linspace(0,2*pi,N);w=1;x=cos(w*t);y=sin(w*t);a = tic; % start timerfor k = 1:N addpoints(h,x(k),y(k)); hold on quiver(0,0,x(k)*1.1,y(k)*1.1) b = toc(a); % check timer if b > (1/90) drawnow % update screen every 1/30 seconds a = tic; % reset timer after updating endend
可以看成是一组连续旋转的曲线,幅值永远为1,频率一直在变。这些旋转的曲线能干什么?
图片来源网络
在绝对可积,即
。当满足狄利赫里条件时,傅里叶变换及其逆变换为:
于是就可以很好的解释拉格朗日和傅里叶之间的争论了——拉格朗日是对的:正弦曲线无法组合成一个带有棱角的信号,棱角处会有很小高频波动(吉布斯现象)。但是,我们可以用正弦曲线来非常逼近地表示它,逼近到两种表示方法不存在能量差别,基于此,傅里叶也是对的。一个从数学家的角度,一个从工程师的角度。三、拉普拉斯变换(原来就是那么回事)傅里叶变换能帮我们解决很多问题,一经问世后便受到广大工程师们的喜爱,因为它给人们提供了一扇不同的窗户来观察世界,从这个窗户来看,很多事情往往变得简单多了。但是,别忘了,傅里叶变换有一个很大局限性,那就是信号必须满足狄利赫里条件才行,特别是那个绝对可积的条件,一下子就****掉了一大批函数。比如函数
就无法进行傅里叶变换。这点难度当然拿不到聪明的数学家们,他们想到了一个绝佳的主意:把不满足绝对的可积的函数乘以一个快速衰减的函数,这样在趋于
时原函数也衰减到零了,从而满足绝对可积。
图片来自:https://www.zhihu.com/question/22102732/answer/369089156
为保证
一直为衰减函数,我们把
定义域缩减到正半轴,这样可以进行傅里叶变换就变成了:
如果假设:
那么就得到:
这就是拉普拉斯变换。我知道大部分人前面的数学推导没什么兴趣,接下来就是放彩蛋的时刻了,很多童鞋会说不管傅里叶变换或者拉普拉斯变换是什么细节,你能说点有意思的,让人能**深刻的信息吗?我前面的专栏文章说了,
代表按不同频率旋转的单位圆,那是在复平面来看的,想象力丰富的同学可以脑补一下,如果把时间轴也加上,
长什么样子呢?那就是螺旋曲线!
clc;clear;h = animatedline;h1=gcf;view(3);xl=xlabel('cos(-\omegat)');% yl=ylabel('sin(-\omegat)');% zl=zlabel('t');% set(xl,'Rotation',30);% set(yl,'Rotation',-30);%grid on;title('\omega = 1rad/s Made by J Pan')axis([-1,1,-1,1,0,4*pi])N = 200;t=linspace(0,4*pi,N);w=1;x=cos(-w*t);y=sin(-w*t);a = tic; % start timerfor k = 1:N addpoints(h,x(k),y(k),t(k)); hold on line([0 x(k)],[0 y(k)],[t(k) t(k)],'Color','red') b = toc(a); % check timer if b > (1/90) drawnow % update screen every 1/30 seconds a = tic; % reset timer after updating endend

长什么样子:
clc;clear;h = animatedline;h1=gcf;view(3);xl=xlabel('cos(-\omegat)');% yl=ylabel('sin(-\omegat)');% zl=zlabel('t');% set(xl,'Rotation',30);% set(yl,'Rotation',-30);%grid on;title('\omega = 1rad/s Made by J Pan')axis([-1,1,-1,1,0,4*pi])N = 200;t=linspace(0,4*pi,N);w=1;sig=0.1;x=exp(-sig*t).*cos(-w*t);y=exp(-sig*t).*sin(-w*t);a = tic; % start timerfor k = 1:N addpoints(h,x(k),y(k),t(k)); hold on line([0 x(k)],[0 y(k)],[t(k) t(k)],'Color','red') b = toc(a); % check timer if b > (1/90) drawnow % update screen every 1/30 seconds a = tic; % reset timer after updating endend

,令
,则
;对于积分运算:
,令
,则
;是不是和赫维赛德微分算子长得很像?
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