第一章 信号与系统
1. 试证明:任何周期函数都可以表示成傅里叶级数的形式。
解:设周期函数为f(t),其周期为T,则有f(t)=f(t+T)。根据傅里叶级数的定义,我们可以将f(t)表示为:
其中,$\\omega_0=\\frac{2\\pi}{T}$,系数$a_n$和$b_n$由下式给出:
为了证明这种表示是成立的,我们只需证明$f(t)$和傅里叶级数在任意一点t上的值相等。由于$f(t)$是周期函数,我们可以取$t\\in[-\\frac{T}{2},\\frac{T}{2}]$。根据傅里叶级数的收敛性定理,我们有:
其中,$f(t+)$和$f(t-)$分别表示$f(t)$在t点右侧和左侧的极限值。由于$f(t)$是连续函数,我们有$f(t+)=f(t-)=f(t)$,因此:
这就证明了任何周期函数都可以表示成傅里叶级数的形式。
(以下省略)