吉布斯现象的良好数学解释


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我正在向某人解释傅立叶级数是如何在构建无处可微的信号(例如方波,锯齿波等)的情况下工作的。但是,当我提到吉布斯现象时,我意识到我从未真正了解过它为什么会发生。实际上,随着故事的发展,并不是每个人都意识到这是无限周期信号的实际数学特性,而不是计算a幸,事实证明,大多数证明都是相当费力和精心的。

阅读了其中的几篇文章之后,我开始意识到为什么会发生这种现象,但是我在实际和复杂的分析,拓扑结构等方面都有一定的背景。问题是,我是否可以向仅拥有其武器库中的基础大学微积分课程(或任何其他信号处理课程的其他一般先决条件)的人完整地解释和严格数学证明吉布斯现象?如果是这样,那又如何?


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恕我直言,有关吉布斯现象的维基百科文章实际上写得很好。那是您要找的东西还是您需要其他东西?en.wikipedia.org/wiki/Gibbs_phenomenon
Hilmar

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我总是发现这种现象很有趣。关于被截断为有限长度的傅立叶级数的更令人惊讶的细节之一是,随着总和中项数的增加,吉布斯振荡会及时压缩,但过冲的幅度却是恒定的。很久以前,我对为什么在本科课程中得到了很好的解释,但是我认为我没有写下来。
杰森R

Answers:


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普林斯顿大学出版社的P. Nahin所著的《欧拉博士的神话般的公式:治愈许多数学疾病》一书引出并包含了吉布斯现象的解释,该现象可能适合具有良好大学本科数学水平的人。


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就是说:在这一级别上适当的严格解释不能少于一个或多个书本长度的章节。
hotpaw2

这本书似乎包含对(Wilbraham-)Gibbs现象的解释,并有趣地讨论了它的发现历史,但没有任何解释或推论。也许我错过了,在这种情况下,也许有人可以提供章节和/或页码的参考?
Max M

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你总是可以说,sincos具有弯曲的形状,你需要频率的无限量,形成从许多弯曲的形状尖锐的边缘。

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