フーリエ解析学

m=nの時のsin関数の内積を求める。 分母が0になるため、極限値を利用する。 結果としてはπになる。 つまり、同じ角周波数のsin同士の内積は必ずπになる。

sin関数同士の直交性を確認。 sin同士の積和公式の定積分を元に解いていく。 最終的にはsinが0になるので、内積の結果も0となる。 結果としてsin関数同士は直交していることになる。

sinとcosの内積と畳み込み積分を考える。 奇関数、偶関数の特性より、sin、cosの畳み込み積分は0となる。 畳み込み積分が0ということは内積も0になる。 内積が0ということは直交しているということになる。

直交性とは2つのベクトルが垂直に交わることを指す。 直交しているベクトルの内積は必ず0になる。 cos関数の影響。 成分表記の内積でも0になることを確認。

はさみうちの原理について説明。 sinc関数について説明＆MATLABでプロットしてみた。(Pythonコードも)

円に接する三角形と扇形の面積の不等式を最適化。 いろいろ弄っていくと、はさみうちの原理により1が求められる。

重要な極限値について説明。 sin(x)/xのxを0に近づける極限値。 まずは円に接する三角形と扇形に着目する。 これが先ほどの極限値にどうつながるかは次回。

sin,sinの積和公式を導出。 積和公式をフーリエ係数に向けて変形。 α,βをαx,βxにするだけ。

三角関数の加法定理の組み合わせで積和公式が導出できる。 sin,cosの積和公式とcos,cosの積和公式を導出してみた。

三角関数の加法定理を確認。 偶関数、奇関数を利用すると、βにマイナス符号が付いた加法定理の式も導出できる。