题目
任意周期性复杂的振动都可分解为一系列的同方向不同频率、不同振幅的简谐振动的和。A. 正确B. 错误
任意周期性复杂的振动都可分解为一系列的同方向不同频率、不同振幅的简谐振动的和。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
考查要点:本题主要考查学生对傅里叶级数分解的理解,即周期性复杂振动是否可以分解为一系列简谐振动的和。
解题核心思路:
- 周期性振动的分解基础:根据傅里叶定理,任何满足一定条件(如狄利克雷条件)的周期性函数,均可分解为不同频率、不同振幅的简谐振动的和。
- 频率关系的关键:分解后的简谐振动频率是基频的整数倍(谐波),因此这些频率虽然不同,但存在严格的整数倍关系。
- 题干表述的准确性:题干中“不同频率”隐含了这些频率是基频的整数倍,因此表述正确。
破题关键点:
- 明确傅里叶级数分解的条件和结果形式,判断题干描述是否与定理一致。
傅里叶级数分解的核心结论:
任意周期性振动(满足狄利克雷条件)均可表示为以下形式:
$x(t) = A_0 + \sum_{n=1}^{\infty} \left[ A_n \cos(n\omega t) + B_n \sin(n\omega t) \right]$
其中:
- $\omega = \frac{2\pi}{T}$ 是基频,$T$ 为周期;
- $n$ 为正整数,对应第 $n$ 阶谐波;
- $A_n$ 和 $B_n$ 是不同谐波的振幅系数。
题干分析:
- “不同频率”:分解后的简谐振动频率为 $\omega, 2\omega, 3\omega, \dots$,是基频的整数倍,因此频率不同。
- “不同振幅”:各谐波的振幅由系数 $A_n$ 和 $B_n$ 决定,通常不同。
- “同方向”:所有简谐振动沿同一方向叠加,符合题干描述。
结论:题干描述与傅里叶级数分解的结论完全一致,因此答案为正确。