数学分析:傅里叶级数

卓里奇书好的一点就是,不是直接引出公式,而是告诉你理由。先引出正交的概念,然后在函数空间中,也有正交,只不过是无限维的空间。

 这里要注意,明确说明了是有限个。

在函数空间里面,内积是指进行积分,同时会对第二个变量取共轭。

 

这里涉及到对复数的积分。暂时先不考虑里面的细节。

 这里引出了斯密特正交化。

这里看到了熟悉的名字,勒让德,首先它的基是多项式,但遗憾的是这些多项式并不是正交的,知识线性无关的。要变成正交的会需要进行处理。

这其实就是勾股定理。

 在非单位的情况下,我们需要除以基的长度,这样也能得到对应的傅里叶系数。

 

要注意,贝塞尔不等式是:

 

 后面内容我觉得老师的说法特别好:

我们普通的级数展开,没有傅里叶展开这么好。为什么呢,比如泰勒展开,它的基并不是正交的,而傅里叶展开的基,是正交的,正交的好处是,我们利用勾股定理,可以确认一个上界,让这些都是收敛的。

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