第一百九十三章 狄利克雷條件(傅立葉級數(shù))
傅里葉很驕傲的認(rèn)為,任何一個周期信號都可以展開成傅里葉級數(shù)。
雖然很多人都認(rèn)為有爭議,但卻沒有有力論據(jù)。
狄利克雷對傅里葉說:“不是所有的周期信號都可以展開成傅里葉級數(shù)?!?p> 傅里葉說:“什么樣的不可以?!?p> 狄利克雷說:“周期里帶一些古怪的無窮大的,就不可以?!?p> 傅里葉說:“如何的古怪法?”
狄利克雷說:“聽說過間斷點吧?!?p> 間斷點有第一類間斷點和第二類間斷點:
第一類間斷點的左極限和右極限都是存在的,有可去間斷點和跳躍間斷點。
第二類間斷點指函數(shù)的左右極限至少有一個不存在,有無窮間斷點,振蕩間斷點,單側(cè)間斷點,狄利克雷函數(shù)間斷點。
傅里葉從沒細(xì)細(xì)考慮過這個,覺得狄利克雷轉(zhuǎn)牛角尖說:“我知道,可去間斷點難道不可以展開成傅里葉級數(shù)嗎?跳躍間斷點難道不可以展開成傅里葉級數(shù)嗎?”
狄利克雷說:“無窮間斷點不可以,單側(cè)間斷點不可以?!?p> 狄利克雷話還沒說完,傅里葉打斷:“等等,還有狄利克雷函數(shù)間斷點。你這個函數(shù)既不連續(xù),有不可導(dǎo),當(dāng)然不可以了?!闭f完二人哈哈大笑。
狄利克雷說:“所以,想要讓周期函數(shù)能展開成傅里葉級數(shù),要么函數(shù)連續(xù),要么只有幾個第一類間斷點?!?p> 傅里葉說:“是的,我不會去處理第二類間斷點這么麻煩的東西?!?p> 狄利克雷說:“在一周期內(nèi),極大值和極小值的數(shù)目應(yīng)是有限個。”
傅里葉說:“你的意思是,如果是無限個最大值和最小值,我的就處理不過來?”
狄利克雷說:“還有一個條件是,信號是絕對可積的。”
傅里葉說:“還有不可積的周期函數(shù)?”
狄利克雷寫出了不可積函數(shù),sinx/x求x積分,sinx^2求x積分等函數(shù)。
狄利克雷條件是一個信號存在傅里葉變換的充分不必要條件。狄利克雷條件括三方面:
?。?)在一周期內(nèi),連續(xù)或只有有限個第一類間斷點;
?。?)在一周期內(nèi),極大值和極小值的數(shù)目應(yīng)是有限個;
?。?)在一周期內(nèi),信號是絕對可積的。