Fourier Series

One-Sentence Idea / 一句话

A Fourier series represents a complicated function as a sum of simple sinusoidal modes.

Fourier series 把复杂函数分解为不同 frequencies、amplitudes 和 phases 的简单 sine/cosine modes 之和。

Core Form

对周期函数,典型展开为

有限个 modes 给出 approximation;加入更多 modes,通常能重建更多细节。

Why It Appears Here

Fourier 研究 Heat Equation 时发现:复杂 initial temperature profile 可以拆成简单 spatial modes。由于 heat equation 是 linear 的,每个 mode 可以分别演化,再通过 superposition 相加回完整 solution。

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