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Parsevalscher Satz

1799
  • Marc-Antoine Parseval
Antique study room representing Parseval's theorem in Fourier analysis.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Der Satz von Parseval setzt die Gesamtenergie eines Signals (das Integral seines Quadrats über eine Periode) in Beziehung zur Summe der quadrierten Energien seiner Teilsignale. Fourier-Reihe components. For a function [latex]s(x)[/latex] with period [latex]P[/latex], the theorem states: [latex]\frac{1}{P} \int_P |s(x)|^2 , dx = \sum_{n=-\infty}^{\infty} |c_n|^2[/latex], where [latex]c_n[/latex] are the complex Fourier coefficients.

Der Satz von Parseval ist ein fundamentales Ergebnis der Fourier-Analysis, das das Prinzip der Erhaltung der Energie im Frequenzbereich. Es besagt im Wesentlichen, dass die Fourier-Transformation Es handelt sich um eine unitäre Transformation. Die linke Seite der Gleichung, [latex]frac{1}{P} int_P |s(x)|^2 , dx[/latex], repräsentiert die mittlere Leistung des Signals [latex]s(x)[/latex] über eine Periode. Die rechte Seite, [latex]sum_{n=-infty}^{infty} |c_n|^2[/latex], ist die Summe der mittleren Leistungen aller einzelnen harmonischen Komponenten des Signals. Der Satz garantiert, dass diese beiden Größen gleich sind.

Das bedeutet, dass die Zerlegung eines Signals in seine Fourier-Komponenten weder Energie erzeugt noch vernichtet, sondern sie lediglich auf die verschiedenen Frequenzen verteilt. Im Kontext der reellwertigen Fourier-Reihe mit den Koeffizienten an und bn lautet der Satz: ∫P s(x)2 dx = a02/4 + 1/2 ∑n=1∞ (an2 + bn2). Dieser Satz ist in Ingenieurwesen und Physik äußerst nützlich, um die Leistung oder Energie eines Signals direkt aus seinem Frequenzspektrum zu berechnen, was oft einfacher ist als die Integration im Zeitbereich.

UNESCO Nomenclature: 1201
– Algebra

Typ

Abstraktes System

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Marc-Antoine Parsevals ursprüngliche Identität für die allgemeine Serie
  • Fourier-Reihe definition and coefficient formulas
  • Konzept der Orthogonalität von Funktionen
  • Integralrechnung

Anwendungen

  • Signalverarbeitung (Leistungsspektrumanalyse)
  • Physik (Quantenmechanik)
  • Elektrotechnik
  • Telekommunikation

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Spektraldichteschätzung in der Kommunikation
  • Fehleranalyse in digitalen Kommunikationssystemen (z. B. Berechnung des Signal-Rausch-Verhältnisses)
  • Schwingungsanalyse zur Überwachung der strukturellen Integrität
  • quantitative analysis in Spektroskopie
  • Audiopegelmessung und -analyse
  • Merkmalsextraktion für maschinelles Lernen in der Signalverarbeitung
  • Validierung numerischer Simulationen in Physik und Ingenieurwesen
  • quantenmechanische Wahrscheinlichkeitsberechnungen (Born-Regel)
  • Analyse von Stromversorgungssystemen hinsichtlich Oberwellenverzerrung
  • Optimierung der Signalübertragungsleistung
Bezug zu: Satz von Parseval, EnergieeinsparungLeistungsspektrum, Fourierreihe, unitäre Transformation, Signalverarbeitung, Frequenzbereich, harmonische Komponenten, Fourierkoeffizienten, Signalleistung.

Historischer Kontext

Parsevalscher Satz

1747
1758
1777
1799
1812
1822
1827
1736
1750
1763-12-23
1780
1805
1822
1822
1828

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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