TSC999 发表于 2022-6-24 11:40:02

mathematica 有没有三角波函数?如果没有,怎样构造一个?

本帖最后由 TSC999 于 2022-6-24 12:02 编辑

mathematica 有没有三角波函数?如果没有,怎样构造一个?

例如,mathematica 本身不带正弦半波整流函数,但是可以用(Sin + Abs])/2来表示正弦半波整流函数,也可以用 Sin HeavisideTheta] 来表示正弦半波整流函数。

这里所说的三角波函数是指,在 \([-\pi/2, \pi/2]\) 区间上 \(y=x\);在\([\pi/2, 3\pi/2]\) 区间上 \(y=-x+\pi\); ......,见下图:



TSC999 发表于 2022-6-24 18:02:58

本帖最后由 TSC999 于 2022-6-24 18:05 编辑

为什么要这个三角波函数?是为了求它的傅里叶变换得到的级数。例如对于正弦半波整流函数而言,要求它的傅里叶变换得到的级数,可用以下指令实现:

FourierTrigSeries[ (Sin + Abs])/2, x, 11]

运行结果是:

sin(x)/2-(2 cos(2 x))/(3 \)-(2 cos(4 x))/(15 \)-(2 cos(6 x))/(35 \)-(2 cos(8 x))/(63 \)-(2 cos(10 x))/(99 \)+1/\

那么对于 1# 所说的三角波函数,怎样求得它的傅氏级数?

TSC999 发表于 2022-6-24 18:22:39

对于下面的锯齿波,如何求得它的傅氏级数?

TSC999 发表于 2022-6-25 20:11:41

本帖最后由 TSC999 于 2022-6-25 20:13 编辑

三角波函数是f=ArcSin];

锯齿波函数是f=2 ArcTan];

以上两个函数是【初中数学讨论】论坛的 色k 先生给出的。

这两个函数的傅里叶展开级数是:

TSC999 发表于 2022-6-25 22:33:40

本帖最后由 TSC999 于 2022-6-25 23:10 编辑

继续请教,下面这个 \(y=x^2 ,-π≤x≤\pi\) 如何用一个简单函数

在 (-∞,+∞) 上进行延拓?



另外,mathematica 软件有没有通用的方法,能把某个区间的函数延拓成在 (-∞,+∞) 上的周期函数?

TSC999 发表于 2022-6-27 09:09:59

本帖最后由 TSC999 于 2022-6-27 09:13 编辑

函数 \(y=x^2,-\pi≤x≤+\pi\) 在\((-∞,+∞)\) 区间上的延拓 \(f(x)\):



最下面一行是 \(f(x)\) 的傅里叶级数的前几项。

以上函数仍是【初中数学讨论】论坛的 色k 先生给出的,不知道其中有什么规律?对于任意一段函数是否都能将它变成\((-∞,+∞)\) 区间上的周期函数?

TSC999 发表于 2022-6-28 07:59:08

除了上面的以外,还有两种函数也能实现上述延拓:



上图中,三条曲线重合在一起了。

TSC999 发表于 2022-6-30 07:41:11

对于任意一段函数,是否都有办法将它变成 \((-∞,+∞)\)区间上的周期函数?
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