彼は突然帰ると決めた。 しかし、文章の最後に置く場合、「all at once」はよく「同時に」という意味になります。 They set off all at once. 彼らは同時に出発した。 *"突然に"という意味と、"同時に"という意味。またそれぞれに日本語だと色んな言い方がありますね。そのあたりを踏まえて和訳をしたつもりです(^▽^;)。突然、思いもよらないなかで…別れを告げられた彼女。それだけでなく、彼にはすでに別なお相手がいたんです。ハイ、こりゃ"all at once"... ですよね(-_-;) ◆こちらは1985年スイスでのTV番組に出演して歌った"All At Once"。貴重な映像です…。 ◆作者ジェフリー・オズボーン"On The Wings Of Love"(82年全米29位) 「悲しい失恋・悲しい別れ」カテゴリの最新記事 タグ : WhitneyHouston 1985年のヒット ↑このページのトップヘ
◆基本的に毎日5:00、On Timeに更新します。 ◆あなたの想い出の曲が登場したら、ぜひその想い出もコメントしてください…!
この記事が皆さんの役に少しでもなっていれば嬉しいです(^^)/
ここでパッと思いつくのが,関数系 ( は整数)である. 幸いこいつらは, という性質を持っている. いままでにお話しした表記法にすると,こうなる. おお,こいつらは直交基底じゃないか!しかも, で割って正規化すると 正規直交基底にもなれるぞ! ということで,こいつらの線形結合で表してみよう! (39) あれ,これ フーリエ級数展開 じゃね? そう!まさにフーリエ級数展開なのだ! 違う角度から,いつもなんとなく「メンドクセー」と思いながら 使っている式を見ることができたな! ちなみに分かってると思うけど,係数は (40) (41) で求められる. この展開に使われた関数系 が, すべての周期が である連続周期関数 を表すことができること, つまり 完全性 を今から証明する. 証明を行うにあたり,背理法を用いる. つまり, 『関数系 で表せない関数があるとすると, この関数系に含まれる関数全てと直交する基底 が存在し, こいつを使ってその関数を表さなくちゃいけない.』 という仮定から, を用いて論理を展開し,矛盾点を導くことで完全性を証明する. さて,まずは下ごしらえだ. (39)に(40)と(41)を代入し,下式の操作を行う. フーリエ級数展開を分かりやすく解説 / 🍛🍛ハヤシライスBLOG🍛🍛. ただ積分と総和の計算順序を入れ替えて,足して,三角関数の加法定理を使っただけだよ! (42) ここで,上式で下線を引いた関数のことを Dirichlet核 といい,ここでは で表す. (43) (42)の最初と最後を取り出すと,次の公式を導ける. (44) つまり,「ある関数 とDirichlet核の内積をとると, がそのまま戻ってくる」のだ. この性質を利用して,矛盾を導いてみよう. 関数系 に含まれる関数全てと直交する基底 とDirichlet核との内積をとると,下記の通りとなる. は関数系 に含まれる関数全てと直交するので,これらの関数と内積をとると0になることに注意しながら演算する. ここで,「ある関数 とDirichlet核の内積をとると, がそのまま戻ってくる」という性質を思い出してみよう. (45) 上式から . ここで,基底となる関数の条件を思い出してみよう. 非零 かつ互いに線形独立だったよね. しかし! 非零のはずの が0になっている という矛盾を導いてしまった. つまり,先ほど仮定した『関数系 で表せない関数がある』という仮定が間違っていたことになる.
「三角関数」は初歩すぎるため、積み重ねた先にある「役に立つ」との隔たりが大き過ぎてイメージしにくい。 2. 世の中にある「役に立つ」事例はブラックボックスになっていて中身を理解しなくても使えるので不自由しない。 3. 三角関数の直交性 フーリエ級数. 人類にとって「役に立つ」ではなく、自分の人生に「役に立つ」のかを知りたい。 鉛筆が役に立つかを人に聞くようなもの もし文房具屋さんで「鉛筆は何の役に立つんですか?」を聞いたら、全力の「知らんがな!」事案だろう。鉛筆単体では役立つとも役立たないとも言えず、それを使って何を書く・描くのかにかかっている。誰かが鉛筆を使って創作した素敵な作品を見せられて「こんなのも描けますよ」と例示されたところで、真似しても飯は食えない。鉛筆を使って自分の手で創作することに意味がある。鉛筆を手に入れなくても、他に生計を立てる選択肢だってある。 三角関数をはじめ、学校の座学は鉛筆を手に入れるような話だと思う。単体で「役に立つ?」と聞かれても答えにくいけれど、何かを創作しようと思い立った時に道具として使える可能性が高いものがパッケージ化されている。自分の手で創作するための七つ道具みたいなもんだから「騙されたと思って持っとけ!」としか言えない。苦手だからと切り捨てては、やりたいことを探す時に選択肢を狭めることになって勿体ない。「文系に進むから要らない」も一理あるけれど、そうやって分断するから昨今の創作が小粒になる。 上に書いた3点に対して、身に付けた自分が価値を創って世の「役に立つ」観点から答えるならば。 1. 基礎はそのままでは使えないけれど、幅広く効くので備えておく。 2. 使う側じゃなく創る側になるため、必要となる道具をあらかじめ備えておく。 3. 自分が世の「役に立つ」ためにどんな価値を創るか、そのために何が必要かを判断することは、自分にしかできない。 「役立つ」を求める前提にあるもの 社会人類学者であるレヴィ=ストロース先生が未開の少数民族を調査していて、「少数民族って原始的だと思ってたけど実は凄い合理的だった!」みたいなことを「野生の思考」の中で書いている。その中で出てくる概念として、エンジニアリングに対比させたブリコラージュがある。 エンジニアリング :まず設計図をつくり、そのために必要なものを集める。 ブリコラージュ :日頃から道具や素材を寄せ集めておき、イザという時に組み合わせてつくる。 「何の役に立つのか?」の答えがないと不安なのは、上記 エンジニアリング を前提にしていると推測できる。「○○大学に進学して将来△△になる」みたいな輝かしい設計図から逆算して、その手段として三角関数を学ぶのだと言えば納得できるだろうか?
よし話を戻そう. つまりこういうことだ. (31) (32) ただし, は任意である. このときの と の内積 (33) について考えてみよう. (33)の右辺に(31),(32)を代入し,下記の演算を施す. は正規直交基底なので になる. よって都合よくクロスターム ( のときの ,下式の下線を引いた部分)が0になるのだ. ここで, ケットベクトル なるものを下記のように定義する. このケットベクトルというのは, 関数を指定するための無限次元ベクトル になっている. だって,基底にかかる係数を要素とする行列だからね! (34) 次に ブラベクトル なるものも定義する. (35) このブラベクトルは,見て分かるとおりケットベクトルを転置して共役をとったものになる. この操作は「ダガー」" "を使って表される. (36) このブラベクトルとケットベクトルを使えば,関数の内積を表せる. (37) (ブラベクトルとケットベクトルを掛け合わせると,なぜか真ん中の棒" "が一本へるのだ.) このようなブラベクトルとケットベクトルを用いた表記法を ブラケット表記 という. 量子力学にも出てくる,なかなかに奥が深い表記法なのだ! 複素共役をとるという違いはあるけど, 転置行列をかけることによって内積を求めるという操作は,ベクトルと一緒だね!... さあ,だんだんと 関数とベクトルの違いが分からなくなってきた だろう? この世のすべてをあらわす 「はじめに ベクトルと関数は一緒だ! 三角関数の積の積分と直交性 | 高校数学の美しい物語. ときて, しまいには この世のすべてをあらわす ときたもんだ! とうとうアタマがおかしくなったんじゃないか! ?」 と思った君,あながち間違いじゃない. 「この世のすべてをあらわす」というのは誇張しすぎたな. 正確には この世のすべての関数を,三角関数を基底としてあらわす ということを伝えたいんだ. つまり.このお話をここまで読んできた君ならば,この世のすべての関数を表せるのだ! すべての周期が である連続周期関数 を考えてみよう. つまり, は以下の等式をみたす. (38) 「いきなり話を限定してるじゃないか!もうすべての関数なんて表せないよ!」 と思った君は正解だけど,まあ聞いてくれ. あとでこの周期を無限大なり何なりの値にすれば,すべての関数を表せるから大丈夫だ! さて,この周期関数を表すには,どんな基底を選んだらいいだろう?
まずフーリエ級数展開の式の両辺に,求めたいフーリエ係数に対応する周期のcosまたはsinをかけます! この例ではフーリエ係数amが知りたい状況を考えているのでcos(2πmt/T)をかけていますが,もしa3が知りたければcos(2π×3t/T)をかけますし,bmが知りたい場合はsin(2πmt/T)をかけます(^^)/ 次に,両辺を周期T[s]の区間で積分します 続いて, 三角関数の直交性を利用します (^^)/ 三角関数の直交性により,すさまじい数の項が0になって消えていくのが分かりますね(^^)/ 最後に,am=の形に変形すると,フーリエ係数の算出式が導かれます! 三角関数の直交性 0からπ. bmも同様の方法で導くことができます! (※1)補足:フーリエ級数展開により元の関数を完全に再現できない場合もある 以下では,記事の中で(※1)と記載した部分について補足します。 ものすごーく細かいことで,上級者向けのことを言えば, 三角関数の和によって厳密にもとの周期関数x(t)を再現できる保証があるのは,x(t)が①区分的に滑らかで,②不連続点のない関数の場合です。 理工系で扱う関数のほとんどは区分的に滑らかなので①は問題ないとしても,②の不連続点がある関数の場合は,三角関数をいくら足し合わせても,その不連続点近傍で厳密には元の波形を再現できないことは,ほんの少しでいいので頭の片隅にいれておきましょう(^^)/ 非周期関数に対するフーリエ変換 この記事では,周期関数の中にどんな周波数成分がどんな大きさで含まれているのかを調べる方法として,フーリエ級数展開をご紹介してきました(^^)/ ですが, 実際は,周期的な関数ばかりではないですよね? 関数が非周期的な場合はどうすればいいのでしょうか? ここで登場するのがフーリエ変換です! フーリエ変換は非周期的な関数を,周期∞の関数として扱うことで,フーリエ級数展開を適用できる形にしたものです(^^)/ 以下の記事では,フーリエ変換について分かりやすく解説しています!フーリエ変換とフーリエ級数展開の違いについてもまとめていますので,是非参考にしてください(^^)/ <フーリエ変換について>(フーリエ変換とは?,フーリエ変換とフーリエ級数展開の違い,複素フーリエ級数展開の導出など) フーリエ変換を分かりやすく解説 こんにちは,ハヤシライスBLOGです!今回はフーリエ変換についてできるだけ分かりやすく解説します。 フーリエ変換とは フーリエ変換の考え方をざっくり説明すると, 周期的な波形に対してしか使えないフーリエ級数展開を,非周期的な波形に対し... 以上がフーリエ級数展開の原理になります!
(1. 3) (1. 4) 以下を得ます. (1. 5) (1. 6) よって(1. 1)(1. 2)が直交集合の要素であることと(1. 5)(1. 6)から,以下の はそれぞれ の正規直交集合(orthogonal set)(文献[10]にあります)の要素,すなわち正規直交系(orthonormal sequence)です. (1. 7) (1. 8) 以下が成り立ちます(簡単な計算なので証明なしで認めます). (1. 9) したがって(1. 7)(1. 8)(1. 9)より,以下の関数列は の正規直交集合を構成します.すなわち正規直交系です. (1. 10) [ 2. 空間と フーリエ級数] [ 2. 数学的基礎] 一般の 内積 空間 を考えます. を の正規直交系とするとき,以下の 内積 を フーリエ 係数(Fourier coefficients)といいます. (2. 1) ヒルベルト 空間 を考えます. を の正規直交系として以下の 級数 を考えます(この 級数 は収束しないかもしれません). (2. 2) 以下を部分和(pairtial sum)といいます. (2. 3) 以下が成り立つとき, 級数 は収束するといい, を和(sum)といいます. (2. 4) 以下の定理が成り立ちます(証明なしで認めます)(Kreyszig(1989)にあります). ' -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3. 5-2 定理 (収束). 三角関数の直交性とは. を ヒルベルト 空間 の正規直交系とする.このとき: (a) 級数 (2. 2)が( のノルムの意味で)収束するための 必要十分条件 は以下の 級数 が収束することである: (2. 5) (b) 級数 (2. 2)が収束するとき, に収束するとして以下が成り立つ (2. 6) (2. 7) (c) 任意の について,(2. 7)の右辺は( のノルムの意味で) に収束する. ' -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 2.