อนุกรมฟูรีเย
อนุกรมฟูรีเย (อังกฤษ: Fourier series) เป็นอนุกรมที่แต่ละพจน์เป็นผลคูณระหว่างสัมประสิทธิ์และฟังก์ชันตรีโกณมิติ โดยทั่วไปอนุกรมฟูรีเยสามารถใช้เป็นอนุกรมแทนฟังก์ชันคาบได้
ประวัติ[แก้]
ดูประวัติที่บทความหลัก การแปลงฟูรีเย
อนุกรมฟูรีเยตั้งชื่อตามโฌแซ็ฟ ฟูรีเย ผู้ริเริ่มใช้อนุกรมฟูรีเยเพื่อใช้แก้สมการความร้อนบนแผ่นโลหะ[1]
นิยาม[แก้]
พิจารณาฟังก์ชันจำนวนเชิงซ้อน f(x) ของตัวแปรซึ่งมีค่าเป็นจำนวนจริง ที่มีคาบ 2π และ สามารถหาค่าปริพันธ์ของกำลังสอง ในช่วง 0 ถึง 2π ได้ การกระจายฟังก์ชันในรูปของอนุกรมฟูรีเยจะหาได้จาก
อนุกรมฟูรีเย | สัมประสิทธิ์ของอนุกรมฟูรีเย |
---|---|
จาก สูตรของออยเลอร์ (Euler's formula) เราสามารถเขียน f(x) อยู่ในรูปอนุกรมอนันต์ของ และ | |
| |
โดยที่ , และ |
ตัวอย่าง[แก้]
พิจารณาฟังก์ชัน สำหรับค่า และเป็นคาบในช่วงที่เหลือ ตามข้อสมมุติของอนุกรมฟูรีเย ดังรูป
สัมประสิทธิ์ของอนุกรมฟูรีเยสามารถคำนวณหาได้ดังต่อไปนี้ สังเกตว่า cos(nx) เป็นฟังก์ชันคู่ ในขณะที่ f เป็นฟังก์ชันคี่เช่นเดียวกับ sin(nx)
สังเกตว่า a0 และ an มีค่าเท่ากับ 0 เนื่องจาก x และ x cos(nx) เป็นฟังก์ชันคี่ ดังนั้นอนุกรมฟูรีเยของ f(x) = x คือ:
สำหรับการประยุกต์ใช้งานอนุกรมฟูรีเย ดู ค่าของฟังก์ชันซีตาของรีมันน์ ที่ s = 2
อ้างอิง[แก้]
- ↑ Simmons, George F. (2017). Differential equations with applications and historical notes (3rd ed.). Boca Raton: Taylor & Francis Inc. pp. 299–300. ISBN 978-1-4987-0259-1. OCLC 961248509.
- Stein, Elias M.; Shakarchi, Rami (2003). Fourier analysis : an introduction. Princeton: Princeton University Press. ISBN 0-691-11384-X. OCLC 51569246.CS1 maint: date and year (link)
![]() |
บทความเกี่ยวกับคณิตศาสตร์นี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล ดูเพิ่มที่ สถานีย่อย:คณิตศาสตร์ |