分享

如何通俗的解释傅立叶级才能让一个三年级的小学生听得懂?

 昵称11935121 2018-04-28

首先纠正一下标题,是「傅立叶级数」,不是「傅立叶级」。

好,言归正传,傅立叶分解在数学分析、工程、信号处理中,都有广泛且重要的应用,如何让小学生理解傅立叶级数呢?我觉得首先要让小学生对其有直觉上的理解。

先用积木做比喻。如果有一个任务,是用积木粘成特定的雕塑。一开始的时候,我们只有大块的积木,这个时候,智能构造简单、粗略的结构;而后,我们又被分到了细小的积木,雕塑开始有具体的轮廓了;最后,我们分到了沙粒,我们可以雕刻极为细微的结构了。傅立叶分解也是类似的,将一个函数分解成「不同大小的细节」。

比如下面这个:

大尺度的细节,就是一个简单的曲线,而没有局部细小的凹凸。而小尺度的细节,则是各个局部细小的凹凸。傅立叶展开,就是要将一个函数分解成这样的不同部分。

但它之所以有用、重要,是在于傅立叶级数可以拟合所有有界函数,即函数值不会出现无穷大这样的点。这是因为,用数学的语言来说,叫做「傅立叶级数是这些函数的正交基」,用形象的语言来说,傅立叶级数是一个「万能拼图」,只要调整不同级数的比例,就可以拟合各类函数。

对于特定的函数,可以进行傅立叶展开。如果这个函数看起来就有很多「尖峰」的话,那么直觉上可以知道,它的傅立叶展开中,包含很多「细小」的级数,即频率非常高的部分;相反的,如果看起来非常光滑,平坦,那么就会更多包涵频率低的部分。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多