Wat doe ik:
Jaren geleden heb ik een methode bedacht om de divisor functie (discrete functie) te zien als golffunctie (continue functie). In dit draadje is chronologisch te zien wat ik allemaal gedaan heb.
Waarom:
Mij wiskunde kennis op te frissen en mij te verdiepen door vragen te stellen.
Hoe:
De functies te onderzoeken, aannames maken te toetsen en vooral niet opgeven. Mouwen opstropen en aan de slag met de wiskunde handen vies maken! Iedere deur opent legio andere deuren en verder te onderzoeken waard.
Waar was ik gebleven in mijn laatste post:
Eigenschappen Frequentie Spectrum (uncertainty principle).
De volgende vraag heeft mij afgelopen weken bezig gehouden:
Wanneer de pulsebreedte in de tijd domein smaller wordt kunnen de pulzen in het frequentie spectrum beter geindentificeerd worden (zie onderstaande link met simulatie). Echter volgens Fourier transformatie eigenschappen worden de pulzen in het frequentie spectra breder als in het tijddomein de pulzen smaller worden: het "uncertainty principle".
Het lijkt alsof de wave divisor functie zich tegengesteld gedraagd. Onderstaand is de z-score berekend van de wave divisor spectra. De z-score beschrijft het tegengestelde gedrag en het "uncertainty principe" blijft gehandhaaft.
Tijd domein
\(f(x)\):
\(\large \Re(\sigma_{0})\rightarrow \sum_{\mathbb{X}=2}^{\infty}e^{a x^{2}} \cos (b x) \)
De pulse breedte in het tijd domein word bepaald door:
\(L\) pulseheight at position
\(\Delta x\). In de verlijkingen onderstaand beschreven varieren we de pulse breedte in het tijddomein door
\(L=0.5\) constant the houden en
\(\Delta x \rightarrow 0\) te laten reduceren.
\(\large a=\frac{\log(L) \space}{\Delta x^{2}}=constant\)
\(\large b(\mathbb{X}) = \frac{N}{\mathbb{X}}\pi \approx - \frac{2 \space \log(L)}{\pi \space \Delta x^{2}} \mathbb{X} = constant \cdot \mathbb{X}\)
Frequenctie domein:
\(\hat{f} (\xi)\):
\(\large \hat{\sigma}_{0}(\xi)= \frac{\sqrt{\pi}}{2 \sqrt{-a}} \left( e^{(b-2 \pi \xi)^{2} /4a} + e^{(b+2 \pi \xi)^{2} /4a} \right) \)
De pulzen in het frequentie domein kunnen gezien worden als normale distributies (Gauss). De standard deviatie van een puls in het frequentie domein is dan proportioneel met:
\(\large Stdev(\hat{\sigma}_{0}(\xi)) \propto \sqrt{-a}\)
De minimale afstand tussen twee naburige pulzen in het frequentie domein is:
\(\large \Delta \xi = b(\mathbb{X}+1)-b(\mathbb{X})=b(1)\)
The z-score tussen twee naburige frequentie pulzen is dan proportioneel met:
\(\large Z \propto \frac{b(1)}{\sqrt{-a}} \propto \frac{1}{\Delta x}\)
Indien de puls breedte in het tijd domein smaller wordt gaat de
\(Z-score\) in het frequentie domein groter worden. Ergo: de pulzen worden in het frequentie domein beter geindentificeerd. Men kan zeggen dat de pulse breedte in het frequentie domein langzamer groeit dan de afstand tussen twee naburige pulzen.
Meer informatie en simulatie:
https://mybinder.org/v2/gh/oooVincentoo ... udio.ipynb
Een van de volgende vragen waar ik mee bezig ben:
De wave divisor functie kan omschreven worden met de drie volgende verlijkingen:
\(1) \space \sigma_{0}(x)=\sum_{\mathbb{X}=2}^{\infty} 2^{(-N)} \sum_{k=0}^{N} \binom{N}{k} e^{-i\left( \frac{\pi}{\mathbb{X}}kx \right)} \)
\(2) \space \Re(\sigma_{0}(x))=\sum_{\mathbb{X}=2}^{\infty} \cos^{N} \left( \frac{\pi}{\mathbb{X}}x \right) \cos \left( \frac{N\pi}{\mathbb{X}}x \right) \)
\(3) \space \Im(\sigma_{0}(x))=-i \sum_{\mathbb{X}=2}^{\infty}\cos^{N} \left( \frac{\pi}{\mathbb{X}}x \right) \sin \left( \frac{N\pi}{\mathbb{X}}x \right) \)
Wat mij altijd aan het denken zet: Is
\(1)\) een soort van frequentie spectrum van
\(2)\) en
\(3)\) is dit correct?
Best regards,
Vince