函数正交求解傅里叶系数的一个重要概念。
首先正弦和余弦函数就是两个相互正交的函数。
这里“正交”成直角的意思,但并不是图像的几何关系,而是 sinx 与 cosx 的波形相差 , 在单位圆中正好对应的就是 90°的角度位置。
结论:如果函数成正交关系,那么它们的积的定积分为 0。
例 1:
可以根据积化和差公式:
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积化和差公式
积分区间取周期长的那个函数的一个周期。
可视化展示:

例 2:
Tip
积化和差公式
计算过程:
可视化展示:
由此得出,不同周期的正弦函数的相互成正交关系。
表示为数学语言为:
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“m, n 为不同的正数时, 与成正交关系。”
同样的,对于余弦函数也一样,与成正交关系。
当时,,始终为正数,所以定积分结果不可能为 0,因此可以推导出,函数与函数本身不正交。