基本概念
任何週期為 的函數 可展開為無窮級數:
互動說明
透過滑桿調整疊加項數 N,觀察純粹的圓周運動如何逼近方波、以及以奇數諧波構成接近方形的週期軌道。
吉布斯現象(Gibbs Phenomenon):當項數增加,可觀察到在圖形邊緣(不連續處)產生無法完全消除的波峰振盪,這種逼近誤差會收斂到約為跳躍高度 9% 的極限。
觀察重點
- 萬物皆可拆解:理解再複雜的連續軌跡,都能被拆解為多個基本頻率(圓圈)的互相疊加
- 收斂與平滑度:觀察隨著 N 值增加,曲線貼合目標圖案的速度與變化;愈平滑的函數,其傅立葉係數衰減得愈快,收斂速度也愈快
- 跨領域的視覺化:直觀感受「數學訊號處理」如何轉變為「幾何圖學」的繪製過程
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