une-pomme’s blog

勉強したことを自分用に書いています.ご意見等ございましたらご連絡ください.

No.1-4 フーリエ係数を求めた

基底の性質

ずっと考えてきている関数空間の基底は

\begin{align} 1, \cos{n\omega_0 t} , \sin{n\omega_0 t}
(\omega_0=\frac{2\pi}{T} , \quad n=1,2,3,...) \end{align}

であった。 基底の直交性(かけ合わせて積分したら$0$になる)より、 フーリエ級数展開

\begin{align} f(t) & =a_0+\sum_{i = 1}^{n} (a_i \cos{n\omega_0 t} + b_i \sin{n\omega_0 t})\\ \end{align}

の両辺に$\cos{n\omega_0t}$をかけて積分すると


\begin{aligned}
& \int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}} f(t)\cos{n\omega_0t} dt \\
&= a_0\int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}} \cos{n\omega_0t} dt \\
&+ a_1\int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}} \cos{\omega_0t}\cos{n\omega_0t} dt 
+ b_1\int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}} \sin{\omega_0t}\cos{n\omega_0t} dt +... \\
&+ a_n\int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}} \cos^ 2{n\omega_0t} dt 
+ b_1\int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}} \sin{n\omega_0t}\cos{n\omega_0t} dt +... \\
& = a_n \times \frac{T}{2}
\end{aligned}

よって \begin{aligned} a_n = \frac{2}{T} \int_{-\frac{T}{2}}^{\frac{T}{2}} f(t)\cos{n\omega_0t} dt \quad \quad (n \in \mathbb{N}) \end{aligned}

tex囲みすると左に寄っちゃうんだよね,だから七誌さんのブログを参考にdiv囲みしました!きれいに真ん中に集まってよきよき。引用ちゃんとできるようになりたい。

参考文献

道具としてのフーリエ級数  涌井良幸・涌井貞美 著

https://7shi.hateblo.jp/entry/2018/07/27/185311 七誌の開発日記

太らずにお菓子食べたい