MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その6【フーリエ級数⑤】

MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その6【フーリエ級数⑤】 数値計算
MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その6【フーリエ級数⑤】

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はじめに

フーリエ級数に至る道。
フーリエ級数についての説明が終わったところ。

登場人物

博識フクロウのフクさん

指差しフクロウ

イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1

エンジニア歴8年の太郎くん

技術者太郎

イラストACにて公開の「しのみ」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=uCKphAW2&area=1

【再掲】フーリエ級数へ至る道

太郎くん
太郎くん

まずは、フーリエ級数へ至る道を再掲

  • 無限級数
  • 波の合成
  • フーリエ級数
フクさん
フクさん

とりあえず、これらの説明は完了したところだ。

プログラム化する?

太郎くん
太郎くん

いつもの流れだと、
これをプログラム化するって感じだけど、
今回も同じ?

フクさん
フクさん

今回はプログラム化はしない。
やっても良いのだが、フーリエ級数だけだと、
波の合成をしているだけで、あまり目立った発見はない。

太郎くん
太郎くん

まぁ、三角関数の合成と言う意味では一緒だし、
フーリエ級数の場合は、それらを無限に足していくという概念だけど、
プログラムにする段階で無限に足すってのもできないしね。

フクさん
フクさん

そういうわけで、
この後説明予定のフーリエ係数の時に一緒にプログラム化する予定だ。

フーリエ級数とフーリエ係数

太郎くん
太郎くん

フーリエ係数とフーリエ級数って別物なの?

フクさん
フクさん

別物だな。

太郎くん
太郎くん

で、どう別物なの?

フクさん
フクさん

フーリエ係数はフーリエ級数にあった、\(a_n,b_n\)を特定する処理だな。
理屈上は計測した波形であれば、どんなものも各係数が求められ、
その係数を元にフーリエ級数を実施すると、元の波形を再現可能だ。

太郎くん
太郎くん

よくわからんが、
フーリエ級数と、フーリエ係数は、やること自体は別物だけど、
互いに関連し合ってるから、
一緒に使うことが多いって感じになるのかな?

フクさん
フクさん

必ずしもそういうわけではないが、
まぁ、二つで一つと思っていた方が自然に理解できるだろう。

太郎くん
太郎くん

とすると、やはり最初に言ってたように、
フーリエ係数の話が終わってからプログラム化の話をした方が良いってことか。

フクさん
フクさん

そうそう。

まとめ

フクさん
フクさん

まとめだよ。

  • フーリエ級数までの説明は完了。
  • いつもなら、ここでプログラム化の話になるの段が、フーリエ級数だけでは波の合成以上の話ができない。
  • よって、フーリエ係数の話の後に、フーリエ級数含めてプログラム化予定。

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