Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » صيغ أويلر-فورييه للمعاملات

صيغ أويلر-فورييه للمعاملات

1822
  • Leonhard Euler
  • Jean-Baptiste Joseph Fourier
Mathematician calculating Fourier coefficients in a vintage study room.

(صورة توضيحية فقط)

معاملات لـ متسلسلة فورييه of a function [latex]s(x)[/latex] with period [latex]P[/latex] are calculated using integral formulas. The DC component is [latex]a_0 = \frac{2}{P} \int_{P} s(x) , dx[/latex]. The cosine coefficients are [latex]a_n = \frac{2}{P} int_{P} s(x) \cos\left(\frac{2pi n x}{P}\right) , dx[/latex], and the sine coefficients are [latex]b_n = \frac{2}{P} \int_{P} s(x) \sin\left(\frac{2\pi n x}{P}\right) , dx[/latex] for [latex]n ge 1[/latex]. Authors who typeset these formulas can rely on a LaTeX cheat sheet for the integral and summation commands, and on a LaTeX math cheat sheet for fractions and Greek letters.

These formulas, often called the Euler-Fourier formulas, are the mechanism for determining the contribution of each harmonic to the overall periodic function. They are derived by exploiting the orthogonality property of the trigonometric functions. Specifically, the integral of the product of two different sine or cosine functions (or a sine and a cosine) over a full period is zero. For example, [latex]int_{0}^{P} sin(frac{2pi n x}{P}) cos(frac{2pi m x}{P}) , dx = 0[/latex] for all integers [latex]n, m[/latex].

To find a specific coefficient, say [latex]a_k[/latex], one multiplies the entire متسلسلة فورييه expansion of [latex]s(x)[/latex] by [latex]cos(frac{2pi k x}{P})[/latex] and then integrates over the period [latex]P[/latex]. Due to orthogonality, all terms in the infinite sum become zero except for the term involving [latex]a_k[/latex]. This isolates [latex]a_k[/latex], allowing it to be solved for. The same process is applied with [latex]sin(frac{2pi k x}{P})[/latex] to find [latex]b_k[/latex]. This analytical method provides the exact amplitudes needed to reconstruct the original function from its sinusoidal components, effectively transforming the function from the time domain to the frequency domain.

UNESCO Nomenclature: 1201
– Algebra

يكتب

نظام مجرد

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • Leonhard Euler’s work on trigonometric series
  • مبادئ التعامد للوظائف
  • integral calculus developed by Newton ولايبنيز
  • Daniel Bernoulli’s solution to the wave equation

التطبيقات

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • برنامج نسخ الموسيقى الآلي
  • إضافات التأثيرات الصوتية في الوقت الفعلي لمحطات العمل الصوتية الرقمية
  • استعادة الصور وتحسينها باستخدام الذكاء الاصطناعي
  • أدوات التوليف والتعديل الصوتي (على سبيل المثال، ضبط الصوت تلقائيًا)
  • التعرف البيومتري باستخدام بصمات الصوت
  • أنظمة الصيانة التنبؤية التي تحلل اهتزازات الآلات
  • نماذج التنبؤ بالطقس المتقدمة
  • أنظمة ردود الفعل اللمسية القائمة على تحليل التردد
  • brain-computer interfaces analyzing eeg signals
  • بروتوكولات نقل البيانات الفعالة للاتصالات اللاسلكية
Related to: Fourier coefficients, Euler-Fourier formulas, orthogonality, integral, harmonic analysis, spectral components, DC component, sine, cosine, frequency domain.

السياق التاريخي

صيغ أويلر-فورييه للمعاملات

1780
1805
1822
1822
1828
1848
1850
1777
1799
1812
1822
1827
1829
1850
1854

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.