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傅立葉變換和拉普拉斯變換

尤拉公式

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證明過程如下
首先是泰勒展開
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參考cosX和sinX的泰勒展開可以證明這個問題。
還有下面這個號稱宇宙最美公式
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“自然底數e,自然數1和0,虛數i還有圓周率pi,它是這麼簡潔,這麼美麗啊!”

傅立葉級數

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傅立葉在提出傅立葉變換時,堅持認為任何一個週期訊號都可以展開成傅立葉級數。但是實際上不然,狄裡赫利認為一個週期訊號必須滿足下面條件

  1. 函式在任意有限區間內連續,或只有有限個第一類間斷點(當t從左或右趨於這個間斷點時,函式有有限的左極限和右極限)
  2. 在一個週期內,函式有有限個極大值或極小值。
  3. x(t)在單個週期內絕對可積,即
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下面,我們嘗試將上述式子轉化為指數形式
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上面合併也就是
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我們得到了
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或者寫成
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其中
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傅立葉變換

傅立葉變換必須針對一個周期函式,或者是針對一個只有一段定義域的函式(我們可以對其進行週期延拓)。但是,如果一個函式的週期是無限大呢?那麼,她就是傅立葉變換。
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可以證明,如果是時域的訊號是實訊號,那麼對應的傅立葉變換的是實部一定為偶函式。
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進行頻譜分析時,我們最關注的並非時實部和虛部。而是幅度和相位。
顯然根據上面所說的狄裡赫利條件,一個函式要能做傅立葉變換必須在正負無窮內絕對可積。當然,很多函式並不符合這個條件。
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拉普拉斯變換

為了讓一個並非時域絕對可積的函式進行傅立葉變換,我們將它乘以一個指數函式來進行衰減,只就是拉普拉斯變換。

離散傅立葉變換

小波變換