【入門】フーリエ級数(周期2L)②【数値計算】

【入門】フーリエ級数(周期2L)②【数値計算】 数値計算
【入門】フーリエ級数(周期2L)②【数値計算】

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はじめに

の、

MATLAB,Python,Scilab,Julia比較 第5章 その50【フーリエ級数(周期2L)③】

を書き直したもの。

前回で、フーリエ級数、フーリエ係数を周期2πという制約を外して、
周期2Lという任意の周期で対応できるように改造した。
今回は、これをプログラムに落とし込むための話。

プログラム化可能か?

ここらへんで一度プログラムで確認しておきたいところ。

基本的には以前のフーリエ級数、フーリエ係数の流れと変わらない。
扱う数式が変わるだけとなる。。

元の波形などは、以前のものを使い回す。
csv形式のファイルに波形情報を入れているが、
特に時間の指定はしていない。
前回は\(-\pi\sim\pi\)として取り込んだところを。
\(-L\sim L\)と解釈し直せばOK。

つまりおおよそ使い回しが効きそう。

想定される結果

一応、想定される結果を出しておこう。

フーリエ級数、フーリエ係数、周期2L版

元のcsvデータが一緒だから、波形の計上は同一だが、
横軸の値が\(-10\sim 10\)に代わってる。

これが任意周期にすることで得られる効能。

プログラムフロー

プログラムフローも記載するが、基本的には前回と一緒。

  • csvファイル読み込み
  • 各種変数初期化
  • フーリエ係数算出
  • n=10,50,200のパターンでフーリエ級数で波形を合成
  • グラフにプロット

csvファイルの想定周期、
使用するフーリエ級数、フーリエ係数の数式を差し替えて、
期待される結果が得られるかというのが確認ポイントとなる。

周期が任意設定できるとなると、割と使いやすい感じになりそうである。

まとめ

  • 任意周期のフーリエ級数、フーリエ係数のプログラム化検討。
  • 基本的には以前の使い回し。
    • 波形データの解釈や、数式が変わるのみ。の予定。

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