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第4 节 傅里叶级数 8.4..1 三角级数 三角函数系的正交性 正弦函数是一种常见而简单的周期函数.例如描述简谐振动的函数 y Asin(wt), 2 就是一个以 为周期的正弦函数,其中 表示动点的位置, 表示时间, 为振幅, 为角频率, 为初相. y t A    在实际问题中,除了正弦函数外,还会遇到非正弦函数的周期函数,它们反应了较复杂的周期运动.如电子技术 中常用的周期为 的矩形波就是一个非正弦周期函数的例子 T , . 为了深入研究非正弦周期函数,联系到前面介绍过的用函数的幂级数展开式表示和讨论函数,我们也想将周期为 T T A sin(nt ) 的周期函数用一系列以 为周期的正弦函数 组成的级数来表示,记为 n n  f (t) A  A sin(nt ) (12-7-1) 0 n n n 1 其中 A ,A , (n 1,2,3,)都是常数. 0 n n 将周期函数按上述方式展开,它的物理意义是很明确的,这就是把一个比较复杂的周期运动看作是许多不同频 A f (t) 率的简谐振动的叠加.在电工学上,这种展开称为是谐波分析.其中常数项 称为是 的直流分量; 0 A sin(t )称为一次谐波;而 1 1 A sin(t ), A sin(t ), 2 2 3 3 依次称为是二次谐波,三次谐波,等等. 为了以后讨论方便起见,我们将正弦函数A sin(nt )按三角公式变形,得 n n A sin(nt ) A sin cosnt A cos sinnt = + , n n n n n n a

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