サイン波とは何ですか?

正弦波、または正弦波は、潮の満ち引き​​、ばねの振動、太陽から地面に当たる入射光など、さまざまな周期的現象をモデル化および予測するために使用される数学的な構成要素(具体的には関数)です。 1日の経過、音波の強度、その他数百万の例。 正弦波は、通常、生徒が事前計算(三角法)を学習するときに学習する最初の関数です。 正弦波関数を記述する最も基本的な方法はf(x)= sinxです。ここで、「sin」は「正弦」を意味し、xは操作対象の変数です。

実際には、現実のすべてが振動します。 可視光、マイクロ波、電波、X線を含むすべての電磁エネルギーは、正弦波で表すことができます。 最も低いレベルでは、物質も波のように振動しますが、巨視的な物体の場合、これらの振動は非常に小さいため、測定することはできません。 音波は正弦波として表すことができ、オシロスコープの上下波は正弦波の最も広く知られた表現である可能性があります。 正弦波と関連関数の研究は、最も基本的な高等(代数後)数学です。

正弦波は、音波、光波、海洋波に現れることに加えて、交流電流の強度を正弦波でモデル化できるため、電子工学でも非常に重要です。 ACをDCに変換するために使用される直流全波整流システムの電流は、絶対値正弦波を使用してモデル化できます。値は常にx軸より上に留まるため、波は通常の正弦波に似ています。通常の正弦波関数の2倍のピークを持つ。 サイン波に加えて、そのいとこであるコサイン波があります。これは、半サイクルだけ右にずれている以外はまったく同じです。

1822年、フランスの数学者ジョセフフーリエは、任意の波が異なる種類の正弦波の組み合わせとしてモデル化できることを発見しました。 これは、方形波のような異常な波や人間の音声のような非常に不規則な波にも当てはまります。 複雑な波を正弦波の組み合わせに還元する規律はフーリエ解析と呼ばれ、多くの科学、特に音と信号が関係する科学の基本です。 フーリエ解析は、信号処理と時系列の解析の中心であり、一見ランダムなデータポイントのセットが研究されて統計的傾向が解明されます。 フーリエ解析は、確率論でも使用され、中心極限定理を証明するために使用されます。これは、ベル曲線または正規分布が本質的に遍在する理由を説明するのに役立ちます。

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