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調和


“調和”一詞在數學中有幾個不同的含義,但沒有一個含義與其他含義明顯相關。簡諧運動或“調和振盪”指的是具有正弦波形的振盪。這些函式滿足微分方程

 (d^2x)/(dt^2)+omega^2x=0,
(1)

其解為

 x=Acos(omegat+phi_1)+Bsin(omegat+phi_2).
(2)

因此,調和分析一詞被用來描述 傅立葉級數,它將任意函式分解為正弦波的疊加。

在複分析中,調和函式指的是實值函式 f(x,y),它滿足 拉普拉斯方程

 del ^2f(x,y)=0,
(3)

其中 del ^2拉普拉斯運算元。雖然這個定義類似於調和振盪的定義,但它省略了微分方程中的第二項。如果將第二項加回,則得到 亥姆霍茲微分方程

 del ^2f(x,y)+k^2f(x,y)=0.
(4)

對於線段上的距離,調和範圍是四個 共線ABCD 的集合,排列如下:

 (AC)/(CB)=-(AD)/(DB).
(5)

這個術語的使用可能源於使用“調和”來指代小整數的音符比率,這些比率產生悅耳的聲音,在音樂理論中被稱為“和聲”。

對於一組資料點 x_i調和平均數 H 定義為

 1/H=1/nsum_(i=1)^n1/(x_i).
(6)

“調和”的這種用法與前面的用法之間的聯絡並不明顯。


另請參閱

調和加法定理調和共軛調和共軛函式調和座標調和分解調和除數調和形式調和函式調和-幾何平均數調和同調調和對數調和對映調和平均數調和平均數指數調和數調和範圍調和級數簡諧運動

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請引用為

Weisstein, Eric W. "Harmonic." 來源: Web 資源。 https://mathworld.tw/Harmonic.html

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