离散傅里叶变换
所谓离散傅里叶变换就是以为基函数来对(以为周期的)周期函数进行插值.具体地,如果已经知道一个函数在的个等分点()上的值,我们就需要确定一组数()使得函数
很多时候,为了体现对称性,一般把的离散傅里叶变换写成
接下来我们说的离散傅里叶变换都是指系数是的那些式子.
离散傅里叶变换在理论上是十分简单的,但是分析其计算量就会发现在实际操作上并不容易.因为每计算一个就要计算次乘法再把个复数相加,于是求出全部的就需要次乘法.即使计算机出现以后,当较大时计算所花费的代价也很大.20世纪60年代提出了快速算法,使得计算离散傅里叶变换的复杂度由降低到了.
下面介绍快速傅里叶变换.方便起见,记,,那么离散傅里叶变换就可以写成
在Mathematica中,我们可以这样实现:
在上面的例子中,递归定义的函数FFT表示快速傅里叶变换,它接收的参数是上文中的,而我们实际要计算的是的离散傅里叶变换,所以在计算这个数的离散傅里叶变换时,提供给FFT的参数应该是Range[16]/Sqrt[16].