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Teorema de Parseval

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

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O teorema de Parseval relaciona a energia total de um sinal (a integral do seu quadrado ao longo de um período) à soma dos quadrados das energias dos seus componentes. Série de Fourier 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.

O teorema de Parseval é um resultado fundamental na análise de Fourier que expressa o princípio de conservação de energia no domínio da frequência. Essencialmente, afirma que o Transformada de Fourier é uma transformação unitária. O lado esquerdo da equação, [latex]frac{1}{P} int_P |s(x)|^2 , dx[/latex], representa a potência média do sinal [latex]s(x)[/latex] em um período. O lado direito, [latex]sum_{n=-infty}^{infty} |c_n|^2[/latex], é a soma das potências médias de todos os componentes harmônicos individuais do sinal. O teorema garante que essas duas quantidades são iguais.

Isso significa que decompor um sinal em suas componentes de Fourier não cria nem destrói energia; apenas a redistribui entre as diferentes frequências. No contexto da série de Fourier de valores reais com coeficientes aₙ e bₙ, o teorema assume a forma ∫₁∫ₚ s(x)² dx = a₀²/4 + ½ ∑ₙ₌₁ⁿ (aₙ² + bₙ²) dx. Este teorema é extremamente útil em engenharia e física para calcular a potência ou energia de um sinal diretamente a partir de seu espectro de frequência, o que geralmente é mais fácil do que integrar no domínio do tempo.

UNESCO Nomenclature: 1201
· Álgebra

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Identidade original de Marc-Antoine Parseval para séries gerais
  • Série de Fourier definition and coefficient formulas
  • conceito de ortogonalidade de funções
  • cálculo integral

Aplicações

  • processamento de sinais (análise do espectro de potência)
  • física (mecânica quântica)
  • engenharia elétrica
  • telecomunicações

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • spectral density estimation in communications
  • error analysis in digital communication systems (e.g., calculating signal-to-noise ratio)
  • vibration analysis for structural integrity monitoring
  • quantitative analysis in espectroscopia
  • audio level metering and analysis
  • feature extraction for machine learning in signal processing
  • validation of numerical simulations in physics and engineering
  • quantum mechanical probability calculations (born rule)
  • power system analysis for harmonic distortion
  • optimization of signal transmission power
Relacionado a: Teorema de Parseval, conservação de energiaEspectro de potência, série de Fourier, transformada unitária, processamento de sinais, domínio da frequência, componentes harmônicos, coeficientes de Fourier, potência do sinal.

Contexto histórico

Teorema de Parseval

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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