徽标
联盟百科
通讯
下载应用,请到 Google Play
新! 在您的Android™设备上下载联盟百科!
下载
比浏览器更快的访问!
 

傅里叶分析

指数 傅里叶分析

傅里叶分析,是数学的一个分支领域。它研究如何将一个函数或者信号表达为基本波形的叠加。它研究并扩展傅里叶级数和傅里叶变换的概念。基本波形称为调和函数,调和分析因此得名。在过去两个世纪中,它已成为一个广泛的主题,并在诸多领域得到广泛应用,如信号处理、量子力学、神经科学等。 定义于Rn上的经典傅里叶变换仍然是一个十分活跃的研究领域,特别是在作用于更一般的对象(例如缓增广义函数)上的傅里叶变换。例如,如果在函数或者信号上加上一个分布f,我们可以试图用f的傅里叶变换来表达这些要求。Paley-Wiener定理就是这样的一个例子。Paley-Wiener定理直接蕴涵如果f是紧支撑的一个非零分布,(这包含紧支撑函数),则其傅里叶变换从不拥有紧支撑。这是在调和分析下的测不准原理的一个非常初等的形式。参看经典调和分析。 在希尔伯特空间,傅里叶级数的研究变得很方便,该空间将调和分析和泛函分析联系起来。.

21 关系: 不确定性原理希尔伯特空间信号处理傅里叶变换傅里叶级数哈代空間图论神经科学紧空间调和函数贝塞尔函数龐特里亞金對偶性阿贝尔群量子力学李群波形泛函分析流形支撑集拓扑群拉普拉斯算子

不确定性原理

在量子力學裏,不確定性原理(uncertainty principle,又譯測不準原理)表明,粒子的位置與動量不可同時被確定,位置的不確定性越小,則動量的不確定性越大,反之亦然。對於不同的案例,不確定性的內涵也不一樣,它可以是觀察者對於某種數量的信息的缺乏程度,也可以是對於某種數量的測量誤差大小,或者是一個系綜的類似製備的系統所具有的統計學擴散數值。 維爾納·海森堡於1927年發表論文《論量子理論運動學與力學的物理內涵》給出這原理的原本啟發式論述,希望能夠成功地定性分析與表述簡單量子實驗的物理性質。這原理又稱為「海森堡不确定性原理」。同年稍後,嚴格地數學表述出位置與動量的不確定性關係式。兩年後,又將肯納德的關係式加以推廣。 类似的不确定性關係式也存在于能量和时间、角动量和角度等物理量之间。由於不確定性原理是量子力學的基要理論,很多一般實驗都時常會涉及到關於它的一些問題。有些實驗會特別檢驗這原理或類似的原理。例如,檢驗發生於超導系統或量子光學系統的「數字-相位不確定性原理」。對於不確定性原理的相關研究可以用來發展引力波干涉儀所需要的低噪聲科技。.

新!!: 傅里叶分析和不确定性原理 · 查看更多 »

希尔伯特空间

在数学裡,希尔伯特空间即完备的内积空间,也就是說一個帶有內積的完備向量空間。是有限维欧几里得空间的一个推广,使之不局限于實數的情形和有限的维数,但又不失完备性(而不像一般的非欧几里得空间那样破坏了完备性)。与欧几里得空间相仿,希尔伯特空间也是一个内积空间,其上有距离和角的概念(及由此引申而来的正交性与垂直性的概念)。此外,希尔伯特空间还是一个完备的空间,其上所有的柯西序列會收敛到此空間裡的一點,从而微积分中的大部分概念都可以无障碍地推广到希尔伯特空间中。希尔伯特空间为基于任意正交系上的多项式表示的傅立叶级数和傅立叶变换提供了一种有效的表述方式,而这也是泛函分析的核心概念之一。希尔伯特空间是公設化数学和量子力学的关键性概念之一。.

新!!: 傅里叶分析和希尔伯特空间 · 查看更多 »

信号处理

在计算机科学、药物分析、电子学等学科中,信号处理(signal processing)是指对信号表示、变换、运算等进行处理的过程。 信号处理可以用于沟通人类之间,或人与机器之间的联系;用以探测我们周围的环境,并揭示出那些不易观察到的状态和构造细节,以及用来控制和利用能源与信息.例如,我们可能希望分开两个或多个多少有些混在一起的信号,或者想增强信号模型中的某些成分或参数。 几十年来,信号处理在诸如语音与資料通訊、生物医学工程、声学、声呐、雷达、地震、石油勘探、仪器仪表、机器人、日用电子产品以及其它很多的这样一些广泛的领域内起着关键的作用。.

新!!: 傅里叶分析和信号处理 · 查看更多 »

傅里叶变换

傅里叶变换(Transformation de Fourier、Fourier transform)是一种線性积分变换,用于信号在时域(或空域)和频域之间的变换,在物理学和工程学中有许多应用。因其基本思想首先由法国学者约瑟夫·傅里叶系统地提出,所以以其名字来命名以示纪念。实际上傅里叶变换就像化学分析,确定物质的基本成分;信号来自自然界,也可对其进行分析,确定其基本成分。 经傅里叶变换生成的函数 \hat f 称作原函数 f 的傅里叶变换、亦称频谱。在許多情況下,傅里叶变换是可逆的,即可通过 \hat f 得到其原函数 f。通常情况下,f 是实数函数,而 \hat f 则是复数函数,用一个复数来表示振幅和相位。 “傅里叶变换”一词既指变换操作本身(将函数 f 进行傅里叶变换),又指该操作所生成的复数函数(\hat f 是 f 的傅里叶变换)。.

新!!: 傅里叶分析和傅里叶变换 · 查看更多 »

傅里叶级数

在数学中,傅里叶级数(Fourier series, )是把类似波的函数表示成简单正弦波的方式。更正式地说,它能将任何周期函数或周期信号分解成一个(可能由无穷个元素组成的)简单振荡函数的集合,即正弦函数和余弦函数(或者,等价地使用复指数)。离散时间傅里叶变换是一个周期函数,通常用定义傅里叶级数的项进行定义。另一个应用的例子是Z变换,将傅里叶级数简化为特殊情形 |z|.

新!!: 傅里叶分析和傅里叶级数 · 查看更多 »

哈代空間

在複分析中,哈代空間(或哈代類)H^p是單位圓盤或上半平面上的某類全純函數。高德菲·哈羅德·哈代首先在1915年考慮這類問題。在實分析中,實哈代空間是複哈代空間的成員在實數軸上的邊界值。對於1 ,實哈代空間基本上等於L^p空間。當p \leq 1時,L^p空間較難操作,而哈代空間的性質就比較容易掌握。 在較高維的情況,我們可考慮管狀域(複數情形)及\mathbb^n上的函數,從而得到相應的定義。 哈代空間在數學分析、控制論及散射理論中有所應用。.

新!!: 傅里叶分析和哈代空間 · 查看更多 »

图论

图论(Graph theory)是组合数学的一个分支,和其他数学分支,如群论、矩阵论、拓扑学有着密切关系。图是图论的主要研究对象。图是由若干给定的顶点及连接两顶点的边所构成的图形,这种图形通常用来描述某些事物之间的某种特定关系。顶点用于代表事物,连接两顶点的边则用于表示两个事物间具有这种关系。 图论起源于著名的柯尼斯堡七桥问题。该问题于1736年被欧拉解决,因此普遍认为欧拉是图论的创始人。 图论的研究对象相当于一维的单纯复形。.

新!!: 傅里叶分析和图论 · 查看更多 »

神经科学

經科學(neuroscience),又稱神經生物學,是專門研究神經系統的結構、功能、发育、演化、遗传学、生物化學、生理學、藥理學及病理學的一门科学。對行為及學習的研究都是神經科學的分支。 對人腦研究是個跨領域的範疇,當中涉及分子層面、細胞層面、神經小組、大型神經系統,如視覺神經系統、腦幹、腦皮層。 最高層次的研究就是結合認知科學成為認知神經科學,其專家被稱為認知心理學家。一些研究人員相信認知神經科學提供對思維及知覺的全面了解,甚至可以代替心理學。 神经科学致力于科学地研究神经系统。尽管神经科学学会成立于1969年,但是对于大脑的研究很早就已经开始。传统的神经科学是生物科学的一个分支。其研究范围包括对神经系统的结构,功能,进化史,发育,遗传,生理学,药理学和病理学研究,近年来神经科学的研究深度有了突破性成長,开始与其他学科有了越来越多的交叉与融合,如认知和神经心理学,精神疾病學,计算机科学,生物信息学,计算神经生物学,统计学,物理学,生物化学,犯罪學,医学科学和哲学陸續加入研究行列。 暫時最關心的課題是: .

新!!: 傅里叶分析和神经科学 · 查看更多 »

紧空间

在数学中,如果欧几里得空间Rn的子集是闭合的并且是有界的,那么称它是--的。例如,在R中,闭合单位区间是紧致的,但整数集合Z不是(它不是有界的),半开区间.

新!!: 傅里叶分析和紧空间 · 查看更多 »

调和函数

在数学、数学物理学以及随机过程理论中,都有调和函数的概念。一个调和函数是一个二阶连续可导的函数f: U → R(其中U是Rn里的一个开子集),其满足拉普拉斯方程,即在U上满足方程: \frac + \frac + \cdots + \frac.

新!!: 傅里叶分析和调和函数 · 查看更多 »

贝塞尔函数

貝索函数(Bessel functions),是数学上的一类特殊函数的总称。通常单说的貝索函数指第一类貝索函数(Bessel function of the first kind)。一般貝索函数是下列常微分方程(一般称为貝索方程)的标准解函数y(x): 这类方程的解是无法用初等函数系统地表示。 由於貝索微分方程是二階常微分方程,需要由兩個獨立的函數來表示其标准解函数。典型的是使用第一类貝索函数和第二类貝索函数來表示标准解函数: 注意,由於 Y_\alpha(x) 在 x.

新!!: 傅里叶分析和贝塞尔函数 · 查看更多 »

龐特里亞金對偶性

在數學上,特別是在調和分析與拓撲群的理論中,龐特里雅金對偶定理解釋了傅立葉變換的一般性質。它統合了實數線上或有限阿貝爾群上的一些結果,如:.

新!!: 傅里叶分析和龐特里亞金對偶性 · 查看更多 »

阿贝尔群

阿貝爾群(Abelian group)也稱爲交換群(commutative group)或可交換群,它是滿足其元素的運算不依賴於它們的次序(交換律公理)的群。阿貝爾群推廣了整數集合的加法運算。阿貝爾群以挪威數學家尼尔斯·阿貝爾命名。 阿貝爾群的概念是抽象代數的基本概念之一。其基本研究對象是模和向量空間。阿貝爾群的理論比其他非阿貝爾群簡單。有限阿貝爾群已經被徹底地研究了。無限阿貝爾群理論則是目前正在研究的領域。.

新!!: 傅里叶分析和阿贝尔群 · 查看更多 »

量子力学

量子力学(quantum mechanics)是物理學的分支,主要描写微观的事物,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学,如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的學科,都是以其为基础。 19世紀末,人們發現舊有的經典理論無法解釋微观系统,於是經由物理學家的努力,在20世紀初創立量子力学,解釋了這些現象。量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除透过广义相对论描写的引力外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述(量子场论)。 愛因斯坦可能是在科學文獻中最先給出術語「量子力學」的物理學者。.

新!!: 傅里叶分析和量子力学 · 查看更多 »

李群

數學中,李群(Lie group,)是具有群结构的光滑微分流形,其群作用與微分结构相容。李群的名字源於索菲斯·李的姓氏,以其為連續變換群奠定基礎。1893年,法文名詞groupes de Lie首次出現在李的學生Arthur Tresse的論文第三頁中。.

新!!: 傅里叶分析和李群 · 查看更多 »

波形

波形(waveform)表示信号的形状、形式,这个信号可以是波在物理介质上的移动,也可以是其他物理量的抽象表达形式。 在许多情况里,波传播的介质的形式不能直接用肉眼观察。在这些情况中,“波形”这个术语指相应物理量在时间或空间上分布情况的图形抽象。作为最典型的例子,示波器可以被用来在显示设备上表现出两个探头之间电压的变化情况。将这个概念扩展后,波形也可以描述任何物理量在时间上变化所对应函数的曲线图形。.

新!!: 傅里叶分析和波形 · 查看更多 »

泛函分析

泛函分析(Functional Analysis)是现代数学分析的一个分支,隶属于分析学,其研究的主要对象是函数构成的函数空间。泛函分析历史根源是由对函数空间的研究和对函数的变换(如傅立叶变换等)的性质的研究。这种观点被证明是对微分方程和积分方程的研究中特别有用。 使用泛函这个词作为表述源自变分法,代表作用于函数的函数,这意味着,一个函数的参数是函数。这个名词首次被雅克·阿达马在1910年使用于这个课题的书中。是泛函分析理论的主要奠基人之一。然而,泛函的一般概念以前曾在1887年是由意大利数学家和物理学家維多·沃爾泰拉(Vito Volterra)介绍。非线性泛函理论是由雅克·阿达马的学生继续研究,特别是莫里斯·弗雷歇(Maurice Fréchet)可和列维(Levy)。雅克·阿达马还创立线性泛函分析的现代流派,并由弗里杰什·里斯和一批围绕着斯特凡·巴拿赫(Stefan Banach)的波兰数学家进一步发展。.

新!!: 傅里叶分析和泛函分析 · 查看更多 »

流形

流形(Manifolds),是局部具有欧几里得空间性质的空间,是欧几里得空间中的曲线、曲面等概念的推广。欧几里得空间就是最简单的流形的实例。地球表面这样的球面则是一个稍微复杂的例子。一般的流形可以通过把许多平直的片折弯并粘连而成。 流形在数学中用于描述几何形体,它们为研究形体的可微性提供了一个自然的平台。物理上,经典力学的相空间和构造广义相对论的时空模型的四维伪黎曼流形都是流形的实例。位形空间中也可以定义流形。环面就是双摆的位形空间。 一般可以把几何形体的拓扑结构看作是完全“柔软”的,因为所有变形(同胚)会保持拓扑结构不变;而把解析几何结构看作是“硬”的,因为整体的结构都是固定的。例如一个多项式,如果你知道 (0,1) 区间的取值,则整个实数范围的值都是固定的,所以局部的变动会导致全局的变化。光滑流形可以看作是介于两者之间的模型:其无穷小的结构是“硬”的,而整体结构则是“柔软”的。这也许是中文译名“流形”的原因(整体的形态可以流动)。该译名由著名数学家和数学教育学家江泽涵引入。这样,流形的硬度使它能够容纳微分结构,而它的软度使得它可以作为很多需要独立的局部扰动的数学和物理的模型。.

新!!: 傅里叶分析和流形 · 查看更多 »

支撑集

在数学中,一个定义在集合X上的实值函数f的支撑集,或简称支集,是指X的一个子集,满足f恰好在这个子集上非0。最常见的情形是,X是一个拓扑空间,比如实数轴等等,而函数f在此拓扑下连续。此时,f的支撑集被定义为这样一个闭集C:f在X \backslash C中为0,且不存在C的真闭子集也满足这个条件,即,C是所有这样的子集中最小的一个。拓扑意义上的支撑集是点集意义下支撑集的闭包。 特别地,在概率论中,一个概率分布是随机变量的所有可能值组成的集合的闭包。.

新!!: 傅里叶分析和支撑集 · 查看更多 »

拓扑群

在數學中,拓撲群是群 G 和與之一起的 G 上的拓撲,使得這個群的二元運算和這個群的取逆函數是連續的。拓撲群允許依據連續群作用來研究連續對稱的概念。.

新!!: 傅里叶分析和拓扑群 · 查看更多 »

拉普拉斯算子

在數學以及物理中,拉普拉斯算子或是拉普拉斯算符(Laplace operator, Laplacian)是由欧几里得空间中的一個函数的梯度的散度给出的微分算子,通常寫成 \Delta 、 \nabla^2 或 \nabla \cdot \nabla 。 這名字是為了紀念法国数学家皮耶-西蒙·拉普拉斯(1749–1827)而命名的。他在研究天体力学在數學中首次应用算子,当它被施加到一个给定的重力位(Gravitational potential)的时候,其中所述算子给出的质量密度的常数倍。經拉普拉斯算子運算為零∆f.

新!!: 傅里叶分析和拉普拉斯算子 · 查看更多 »

重定向到这里:

和諧分析傅立叶分析傅立叶解析

传出传入
嘿!我们在Facebook上吧! »