MUNDARIJA Kirish………………………………………………………………………………...3 1.1-БОБ. FURE QATORLAR TUSHUNCHASI……………………………….3 1.2 Fure almashtirishning matematik asoslari……………………………,,…..11 1.3 Eyler – furye formulalari…………………………………………………….16 2.1.БОБ FURYE ALMASHTIRISH TURLARI…………………………….....22 2.2. Tezkor furye almashtirish…………………………………………………..13 2.3. Veyvlet almashtirishi………………………………………………………..24 3.1.БОБ TRIGONOMETRIK FUNKTSIYALAR SISTEMASINING ORTOGONALLIGI……………………………………………………………..33 3.2. EYLER – FURYE FORMULALARI……………………………………...35 3.3. Ixtiyoriy davrli trigonometrik qator……………………………………….38 XULOSA…………………………………………………………………………39 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR………………………………………..40 Kirish Ushbu maqolada matematikaning eng muhim mavzularidan biri bo’lgan Furye qatori. Funksiyani Furye qatoriga yoyish tog’risida malumot keltirildi va mavjud muanmolar xal etildi. Agar f (x) funksiya [a;b]kesmada monoton bo‘lsa yoki [a;b] kesmani chekli sondagi qismiy kesmalarga bo‘lish mumkin bo‘lsa va bu kesmalarning har birida f (x) funksiya monoton (faqat o‘ssa yoki faqat kamaysa) yoki o‘zgarmas bo‘lsa, f (x) funksiyaga [a;b] kesmada bo‘laklimonoton funksiya deyiladi. Agar f (x) funksiya [a;b] kesmada chekli sondagi birinchi tur uzilish nuqtalariga ega bo‘lsa, f (x) funksiyaga [a;b] kesmada bo‘lakli-uzluksiz funksiya deyiladi. Agar f (x) funksiya [a;b] kesmada uzluksiz yoki bo‘lakli-uzluksiz bo‘lib, bo‘lakli-monoton bo‘lsa f (x) funksiya [a;b] kesmada Dirixle shartlarini qanoatlantiradi deyiladi. 1.1-БОБ. Fure qatorlar tushunchasi Bizga davri T = 2π bo'lgan funksiya berilgan bo`lsin, ya'ni f (x + 2π) f (x). Berilgan funksiyaning Furye qatori va koeffitsiyentlari quyidagicha edi: a0 f ( x) ( an cos nx bn sin nx) 2 n 1 a0 1 f ( x ) dx an 1 f ( x ) cos nxdx bn 1 f ( x ) sin nxdx Quyida biz juft va toq funksiyalarning Furye qatori Agar f (x) funksiya [–a; a] da integrallanuvchi bo`lsa, u holda a 0 a a a 0 f ( x)dx f ( x)dx f ( x )dx Ikkinchi integralda x ni -x ga almashtirish bajarib, (5) ga qo`yamiz: 0 0 0 a a a a 0 f ( x)dx f ( x)d ( x) f ( x)dx f ( x)dx , a a a 0 f ( x)dx [ f ( x) f ( x)]d ( x), f(x) funksiya toq bo’lsa, f x f x a a a 0 f ( x)dx [ f ( x) f ( x)]d ( x) 0, f (x) funksiya juft bolsa, ya'ni f x f x a a a a 0 0 f ( x)dx [ f ( x) f ( x)]d ( x) 2 f ( x)d ( x) Ikkita juft funksiyalarning yoki ikkita toq funksiyalarning ko`paytmasi juft funksiya, juft va toq funksiyalarning ko`paytmasi toq funksiya ekanligini va (7) ni e'tiborga olgan holda juft va toq funksiyalarning Furye qatori koeffitsientlarini hisoblaymiz. 1) f (x) funksiya davri T = 2π bolgan, [-π, π] da Dirixle shartlarini qanoatlantiradigan juft funksiya bo lsin. 1 a0 ak 1 bk 1 f ( x ) dx a0 2 0 f ( x ) cos kxdx 2 0 f ( x ) sin kxdx 0 f ( x ) dx f ( x ) cos kxdx a0 f ( x) ak cos kx 2 n 1 Juft funksiya uchun Furye qatori faqat kosinuslardan iborat, bk = 0. 2) f (x) funksiya davri T = 2π bolgan, [-π, π] da Dirixle shartlarini qanoatlantiradigan toq funksiya bo lsin. 1 a0 ak 1 bk 1 f ( x ) dx 0 f ( x ) cos kxdx 0 f ( x ) sin kxdx 2 0 f ( x ) sin kxdx a0 f ( x) bk sin kx 2 n 1 2. Ixtiyoriy davrli funksiya uchun Furye qatori. Endi ixtiyoriy 2l davrli, Dirixle shartlarini qanoatlantiruvchi f(x) funksiyani qaraymiz. x 1 t o'rniga qo'yish bizni funksiyaga olib keladi, bu funksiyani Furye qatoriga yoyamiz: 1 a0 f t ( ak cos kx bk sin kx ) 2 k 1 bu yerda a0 ak 1 1 f ( t )dt 0 1 1 f ( t ) cos ktdt , bk 1 1 f ( t ) sin ktdt , Qatorda va Furye koeffitsentlari formulalarida yangi t o'zgaruvchidan eski x o'zgaruvchiga qaytib va t l x , dt dx ekanini hisobga olib, quyidagiga ega l bo'lamiz: a0 k x k x f x ( an cos bn sin ) 2 n 1 l l (1) bu yerda l 1 a0 f ( x ) dx l l 1 k x ak f ( x ) c o s dx l l l l 1 k x bk f ( x ) s i n dx l l l l (2) Koeffitsentlari (2) formulalari bilan aniqlanadigan (1) gator ixtiyoriy 2l davrli f(x) funksiya uchun Furye qatori deyiladi. 2l davrli juft funksiya uchun hamma b k = 0 bo'ladi, demak Furye qatori faqat kosinuslarni o'z ichiga oladi: a0 k x f x an cos 2 n 1 l bu yerda l 1 a0 f ( x ) dx l l 1 k x ak f ( x ) cos dx l l l l 2l davrli toq funksiya uchun esa hamma ak = 0 va a0 = 0 bo'ladi, demak, Furye qatori faqat sinuslarni o'z ichiga oladi: a0 k x f x bn sin ) 2 n 1 l bu yerda 1 k x bk f ( x ) sin dx l l l l Ko'pincha [0,l] kesmada (yarim davrda) berilgan f(x) funksiyani sinuslar bo'yicha yoki kosinuslar bo'yicha yoyish masalasi talab etiladi. f(x) funksiyani kosinuslar . bo'yicha qatorga yoyish uchun funksiya juftligicha kesmadan [-1,0] kesmaga davom ettiriladi. U holda «davom ettirilgan» juft funksiya uchun Furye qatori faqat kosinuslarni o'z ichiga oladi. Agar f(x) funksiyani qatoriga sinuslar bo'yicha yoyishni istasak, u holda funksiyani toqligicha [0,l] kesmadan [-l,0] kesmagacha davom ettiramiz, bunda f (x) = 0 deb olishimiz kerak. «Davom ettirilgan» toq funksiya uchun Furye qatori faqat sinuslarni o'z ichiga oladi. Aslida kesmadan-kesmaga davom ettirishni amalga oshirmasa ham bo'ladi, chunki Furye koeffisentlarini hisoblash formulalaridan juft yoki toq funksiya holida f (x) funksiyaning [0,l] kesmadagi qiymatlari qatnashadi. Furye yaqinida(-p; p) oraliqdagi f (x) funksiyalar quyidagi ko‘rinishdagi trigonometrik qator deyiladi: , qayerda . f (x) funksiyaning (-l; l) oraliqdagi Furye qatori quyidagi ko‘rinishdagi trigonometrik qator deyiladi: , qayerda . Uchrashuv. Onlayn kalkulyator Furye qatoridagi f(x) funksiyani kengaytirish uchun mo‘ljallangan. Modul funktsiyalari uchun (masalan, |x|) foydalaning kosinus kengayishi. Funktsiyani kiritish qoidalari: Modul funktsiyalari uchun kosinus kengayishidan foydalaning. Masalan, |x| uchun modulsiz funktsiyani kiritish kerak, ya'ni. x. Furye seriyasi bo'lak-uzluksiz, parcha-parcha-monoton va intervalda chegaralangan (- l;l) funktsiya butun real o'q bo'ylab yaqinlashadi. Furye seriyasining yig'indisi S(x): davriy funktsiya 2 davrga ega l. Agar u(x) funksiya R sohasining barcha x uchun u(x+T)=u(x) davri T (yoki T-davriy) bilan davriy deyiladi. intervalda (- l;l) funksiya bilan mos keladi f(x), uzilish nuqtalaridan tashqari funksiyaning uzilish nuqtalarida (birinchi turdagi, chunki funksiya cheklangan). f(x) va interval oxirida o'rtacha qiymatlarni oladi: . Aytishlaricha, funktsiya oraliqda Furye qatoriga kengayadi (- l;l): . Agar f(x) juft funksiya bo‘lsa, uning kengayishida faqat juft funksiyalar ishtirok etadi, ya’ni b n=0. Agar f(x) toq funksiya bo‘lsa, uning kengayishida faqat toq funksiyalar ishtirok etadi, ya’ni, a n=0 Furye yaqinida funktsiyalari f(x) oraliqda (0; l) bir nechta yoylarning kosinuslari bilan qator deyiladi: , qayerda . Furye yaqinida funktsiyalari f(x) oraliqda (0; l) bir nechta yoylarning sinuslari bilan qator deyiladi: , qayerda . Ko'p yoylarning kosinuslari bo'yicha Furye qatorining yig'indisi 2-davrli teng davriy funktsiyadir. l, bilan mos keladi f(x) oraliqda (0; l) uzluksizlik nuqtalarida. Ko‘p yoylarning sinuslari bo‘yicha Furye qatorining yig‘indisi davri 2 bo‘lgan toq davriy funksiyadir. l, bilan mos keladi f(x) oraliqda (0; l) uzluksizlik nuqtalarida. Berilgan oraliqda trigonometrik qator x ning barcha qiymatlarida f(x) funktsiyaga yaqinlashsin. Agar f(x) funktsiya uchun f x dx integral mavjud bo`lsa, u holda, (1) qatorning koeffisiyentlari uchun quyidagi Eyler – Furye formulalari o`rinli bo`ladi: 1 a0 a1 1 f x dx ; f x cos xdx , f x cos 2 xdx , b2 1 f x cos 3 xdx, b3 1 a2 a3 1 . . . . . . . . . . . . ., an 1 1 1 b1 f x cos nxdx , f x sin xdx ; f x sin 2 xdx ; f x sin 3 xdx; . . . . . . . . . . . . .; bn 1 f x sin nxdx ; (2) Isboti: Ma`lumki, f x a0 a 1 cos x b1 sin x ... a n cos nx bn sin nx ... . 2 (3) Ushbu tenglikni – va oraliqda integrallaymiz: a0 dx a 1 cos xdx b1 sin xdx ... 2 f x dx (4) Oldingi paragrafdagi (2) formulaga asosan (4) tenglikning o`ng tomonidagi integralning birinchisidan tashqari, barcha integrallar nolga teng. U holda, quyidagiga ega bo`lamiz: f x dx a , ya`ni a f x dx . 1 0 0 Demak, n=0 bo`lganda (2)–Eyler–Furye formulalarining birinchisini hosil qildik. Qolganlari ham shu yo`l bilan topiladi. Bunda (3) tenglik cosnx yoki sinnx ga ko`paytiriladi, so`ngra, integrallanadi. (3) tenglikni cos2x ga hadma – had ko`paytirib, integrallash natijasida quyidagini hosil qilamiz: a0 2 f x cos 2 xdx 2 cos 2 xdx a1 cos 2 xdx b1 sin x cos 2 xdx a2 cos 2 xdx (5) b2 sin 2 x cos 2 xdx ... Buning o`ng tomonidagi, to`rtinchisidan tashqari barcha integrallar oldingi paragrafdagi (2), (3) va (4) larga asosan nolga teng. (6) formulaga asosan beshinchi integral ga teng. U holda, a2 1 f x cos 2 xdx . 3. Ixtiyoriy davrli trigonometrik qator Davri 2 dan iborat bo`lgan quyidagi a0 x x x x x x a1 cos b1 sin a2 cos 2 b2 sin 2 ... an cos n bn sin n ... (6) 2 trigonometrik qator x ning barcha qiymatlarida f(x) funktsiyaga yaqinlashsin. Agar f x dx integral mavjud bo`lsa, u holda, (6) qatorning koeffisentlari uchun quyidagi Eyler–Furye formulalari o`rinli bo`ladi: an 1 f x cos n x dx (bunda n=0,1,2,3,…) bn 1 f x sin n x dx (bunda n=1,2,3,…) (7) Oldingi paragrafdagi (2) formulalar = bo`lganda (7) dan kelib chiqadi. 4. FURYE QATORI Davri 2 dan iborat bo`lgan f(x) funktsiya berilgan bo`lsin. Yig`indisi f(x) bo`lgan quyidagi yaqinlashuvchi trigonometrik qatorni topish talab qilinsin: a0 a 1 cos x b1 sin x ... a n cos nx bn sin nx ... 2 (1) Agar bu masalaning yechimi mavjud bo`lsa, bu yechim yagona bo`lib, (1) qatorning koeffisiyenti Eyler – Furye formulalari yordamida topiladi: an 1 f x cos nxdx va bn 1 f x sin nxdx (2) Hosil bo`lgan (2) qatorga f (x) funktsiya uchun Furye qatori deyiladi. 5. UZLUKSIZ FUNKTSIYA UCHUN FURYE QATORI f(x) funktsiya (- , ) yopiq oraliqda uzluksiz va shu oraliqda ekstremumga ega bo`lmasin. U holda, f(x) funktsiya uchun Furye qatori oraliqning barcha nuqtalarida uzluksiz va x ning (- , ) oraliqdagi barcha qiymatlari uchun qator yig`indisi f(x) dan iborat bo`ladi. Oraliqning chetki ikkala nuqtalarida yig`indi 1 f f , 2 ya`ni f (- ) va f (+ ) larning o`rta arifmetigiga teng bo`ladi. Misol. f (x)= x funktsiya berilgan bo`lsin. Bu funktsiya (- , ) yopiq oraliqda uzluksiz va ekstremumlarga ega bo`lmasin. Yechilishi: Funktsiyaning Furye qatordagi a 0 , a 1 , a 2 , a 3 ,... koeffisiyentlar nollardan iboratdir. Xakikatdan ham an 1 x cos nxdx 1 0 x cos nxdx 1 0 (1) x cos nxdx Bundagi birinchi qo`shiluvchi x=-x* almashtirishdan so`ng 1 x * cos nx * dx * ko`rinishga kelib, ikkinchi qo`shiluvchi bilan yig`indisi nolga teng bo`ladi, ya`ni: an=0 (bunda n=0,1,2,…). (2) bn koeffitsiyentlar bo`laklab integrallash yordamida topiladi: 1 1 1 bn x sin nxdx x cos nx cos nxdx ... n n (3) yoki 2 cos n n 1 1 2 1 n n (4) U holda, x uchun Furye qatori quyidagi ko`rinishda bo`ladi: n 1 1 1 1 1 1 2 sin x sin 2 x sin 3 x sin 4 x ... sin nx ... 2 3 4 n 1 5) Teoremaga asosan oxirgi qator uzluksizdir. - < x < da uning yig`indisi quyidagiga teng bo`ladi: n 1 sin nx sin x sin 2 x sin 3 x 2 ... 1 ... x, x . 2 3 n 1 1 0 . Qatorning barcha hadlari nolga aylanadi. 2 x=± da yig`indi x 2 (6) da (6) formula Leybnits qatoridan iborat bo`ladi, ya`ni: 1 1 1 1 ... 1 3 5 7 4 (7) 6. JUFT VA TOQ FUNKTSIYALAR UCHUN FURYE QATORI[[[[[[[[ f(x) funktsiya biror (- , ) oraliqda aniqlangan bo`lsin. Bu funktsiya argument ishorasining o`zgarishi bilan o`z ishorasini o`zgartirmasa, ya`ni: f x f x (1) bo`lsa, f (x) toq funktsiya; agar o`z ishorasini o`zgartirsa, ya`ni f x f x bo`lsa, juft funktsiya deb nomlanadi. 0 Quyidagi f x dx va f x dx integrallar juft funktsiyalar bo`lganda 0 o`zaro teng, toq bo`lganda esa ishoralari bilan farqlanadi. Shuning uchun juft funktsiyalar uchun f x dx 2 f x dx, toq funktsiyalar uchun esa 0 f x dx 0 interallar o`rinlidir. (3) (4) Juft funktsiyalar uchun Furye qatorida sinuslar ishtirok etmaydi. U holda, Furye koeffisiyenti quyidagicha bo`ladi: an 2 0 f x cos nxdx, bn 0. (5) Toq funktsiyalar uchun Furye qatorida kosinuslar va ozod hadlar ishtirok etmaydi. U holda, Furye koeffisiyenti an 0, bn 2 0 f x sin xdx (6) ko`rinishga ega bo`ladi. 1-misol. f(x)=x funktsiya toqdir. Uning Furye qatorida kosinus va ozod had ishtirok etmaydi. bn koeffisiyentlari quyidagicha bo`ladi: bn x sin nxdx 2 1 2 n 1 0 1 . n 2-misol. f (x)=׀x ׀funktsiya juft. U holda, uning Furye qatorida sinuslar ishtirok etmaydi. a0 koeffisiyent quyidagiga teng bo`ladi: a0 2 x dx 0 2 0 хdx (7) n≠0 bo`lganda an koeffisiyent quyidagidan iborat bo`ladi: an ya`ni 2 x cos nxdx 0 a2k 0 , 2 sin nx 2 cos n 1 sin nxdx 2 , n 0 n 0 n 2 a 2 k 1 4 2 k 1 2 (bunda k=1,2,3,…). (8) (9) f(x) x funktsiya uchun Furye qatori quyidagidan iborat: 2 4 cos x cos 3 x cos 2 n 1 x 2 ... ... 2 2 1 3 2 n 1 (10) 2.1.-БОБ FURYE ALMASHTIRISH TURLARI Signal va funksiyalarni odatdagicha, ularning qiymatlarini ma’lum argumentlar (vaqt, chiziqli yoki fazoviy koordinatalar va shunga o‘xshashlar)dan tashqari, ma’lumotlarga ishlov berish va ularni tahlil etishda signallarni argumenti dinamik shaklda ifodalashdagiga teskari bo‘lgan argumentli matematik ifodalardan ham keng foydalaniladi. Misol uchun, vaqtga teskari bo‘lgan argument bu chastotadir. Bu shaklda ifodalash ushbu signal o‘zining berilgan vaqt oralig‘ida cheksiz ko‘p bo‘lmagan qiymatlarga ega bo‘lsa, har qanday murakkab ko‘rinishdagi signalni nisbatan sodda, oddiy elementar signallar yig‘indisi orqali ifodalash mumkin, va xususiy holda oddiy garmonik tebranishlar yig‘indisi ko‘rinishida, ya’ni Fure almashtirishi orqali bajarilishi mumkin. Yuqoridagidan kelib chiqqan holda signalni elementar garmonik tashkil etuvchilarga yoyish uzluksiz yoki boshlang‘ich fazasi qiymatlari orqali ifodalanadi. Uzluksiz yoki diskret vaqt argumentlari ularga teskari bo‘lgan ifodalashga mos keladi. Signal yoyilgan garmonik tashkil etuvchilarning majmuasi ushbu signalning amplituda spektri deb ataladi va boshlang‘ich fazalar majmuasi faza spektri deb ataladi. Ushbu ikki spektr signalning to‘liq spektrini tashkil etadi va bu matematik ifoda o‘z aniqligi bilan signalni dinamik ko‘rinishda ifodalashga to‘liq mos keladi. Fure garmonik qatoridan tashqari signalni yana boshqa ko‘rinishdagi elementar tashkil etuvchilarga yoyishlardan ham foydalaniladi, bular Uolsh, Adamar, Veyvlet va boshqalardir. Bundan tashqari Chebishev, Lagger, Lejandr polinomlari va boshqalarga yoyish usullari ham mavjud. Signallarga raqamli ishlov berishda Fure diskret almashtirishi (FDA) va uni tezkor hisoblash usuli – Fure tez almashtirishi (FTA) dan keng foydalaniladi. Bunga bir necha sabablar bor: ular chastotalar koordinatasida eng qisqa vaqt davom etadigan signallardan ( 1 s) tashqari signallarni to‘liq – aniq ifodalaydilar; chastota bo‘yicha qisqartirilgan Fure tashkil etuvchilari ma’lumotlarni boshqa darajali qatorlarga nisbatan aniqroq ifodalaydi. Uning alohida tashkil etuvchilari sinusoida ko‘rinishida bo‘lib, chiziqli tizimlar orqali uzatilganda buzilmaydi (o‘z shakllarini o‘zgartirmaydilar), shu sababli ulardan yaxshi sinov signallari sifatida foydalanish mumkin. Signallarni elementar tashkil etuvchilarga yoyishda asosiy shart bir qiymatlik va matematik ifodaning to‘liq mosligi – yoyilayotgan elementar funksiyalar o‘zaro ortogonal bo‘lishlari kerak. Ammo signal sifatli tahlil etilgan taqdirda ularning foydali fizik ma’lumotlarini aks ettirish uchun kerakli, o‘ziga xos xususiyatlarini ko‘rsatuvchi noortogonal funksiyalardan ham foydalanish mumkin. Signallarga raqamli ishlov berishda eng ko‘p qo‘llaniladigan signallarni yoyish usullarini ko‘rib chiqamiz. 2.2.- Tezkor furye almashtirish Fure diskret almashtirishi (FDA) va teskari FDA Amalda signal Fure tashkil etuvchilari, unga analog ishlov berish natijasida emas, raqamli hisoblashlar natijasi orqali aniqlanadi. Analog signal cheksiz ko‘p birbiriga yaqin nuqtalardan iborat bo‘lganligi uchun, uning hamma qiymatlarini ifodalash mumkin emas. Shuning uchun raqamli tizimlardan foydalanish uchun analog signalni bir xil vaqt oraliqlarida diskretlash kerak bo‘ladi va bu oniy qiymat(o‘lchov)larni ikkilik raqamli signal shakliga keltirish kerak bo‘ladi. Bu oniy qiymatni o‘lchash xotirada saqlash konturi yordamida amalga oshiriladi, so‘ngra analog-raqamli o‘zgartirish amalga oshiriladi. Analog signalni yuqori aniqlik bilan tiklash uchun bu bir sekund davomida olingan oniy qiymat(o‘lchash)lar soni yetarli darajada. Nazariy nuqtai nazardan diskretlash kerakli tezligi Naykvist chastotasi deb ataladi va 2 f ю ga teng, f ю – signalning amplitudasi sezilarli darajada katta eng yuqori chastotali sinusoidal ko‘rinishdagi tashkil etuvchisi chastotasi. Shunday qilib, o‘zgartirilishi kerak bo‘lgan hamma ma’lumotlar endi diskret va nodavriy ham bo‘lishi mumkin. Shuning uchun Fure almashtirishidan foydalanish mumkin emas, chunki u uzluksiz ma’lumotlar uchun mo‘ljallangan. Ammo, shunday analog almashtirish borki, uni diskret ma’lumotlarga ham qo‘llash mumkin – bu Fure diskret almashtirishi (FDA). Faraz qilaylik, analog signalni bir xil vaqt T oraliqlarida diskretlash natijasida N ta oniy qiymat(o‘lchash)ga ega bo‘lgan quyidagi diskret ketma-ketlik olingan bo‘lsin xnT x0 , xt ,..., x N 1T , bunda n – olingan oniy qiymat tartib raqami bo‘lib, n 0 dan n N 1 gacha qiymatlarni qabul qiladi. xnT qiymati faqat kuchlanish spektriga tegishli vaqt qatoriga tegishli qiymatlarni ifodalaganda haqiqiy kattalik bo‘ladi. Shuning uchun signalning vaqt bo‘yicha haqiqiy bo‘lgan N ta qiymatlari FDAning chastota bo‘yicha N ta kompleks qiymatlariga aylanadi (9.8) bunda FD orqali Fure diskret almashtirishi belgilangan. Teskari Fure diskret almashtirishi (TFDA) quyidagicha aniqlanadi (9.9) 1 bunda FD orqali teskari Fure diskret almashtirishi belgilangan. 2.3.- Veyvlet almashtirishi Geyzenberg noma’lumlik (noaniqlik) fizik prinsipiga asosan, bir vaqtning o‘zida x zarrachaning holati va uning impulsi p ni aniq bilish mumkin emas. Amalda xp h 6.626 10 34 , J s (9.26) bunda h – Plank doimiysi. Eynshteynning E mc 2 tenglamasi asosida bu prinsipni signallarga ishlov berish sohasida ham qo‘llash mumkin. Bunda Geyzenberg prinsipi quyidagicha ta’riflanadi: bir vaqtning o‘zida har qanday aniqlik bilan vaqt va chastotani aniqlash mumkin emas, ya’ni (9.27) bunda f va T chastota va vaqt bo‘yicha farqlanishni ifodalaydi. Agar chastota qiymati yuqori aniqlik bilan farqlansa (aniqlansa), u holda chastota nisbatan kam aniqlik bilan baholanadi va aksincha. Natijada bir vaqtning o‘zida signal tashkil etuvchilari chastotasini va uning paydo bo‘lish vaqtini yoki signal turli chastotali tashkil etuvchilarini vaqt bo‘yicha ajratish talab darajasidagi yuqori aniqlik bilan o‘lchash yetarli darajada murakkab bo‘lishi mumkin. Bu holat agar signal yuqori chastotali tashkil etuvchilardan iborat bo‘lsa va ular vaqt sohasida uzoq davomiyli tashkil etuvchilarga juda ham yaqin joylashgan bo‘lsa va ular ham o‘z vaqtida chastota sohasida yaqin joylashgan bo‘lsa, hamda turli onlar (vaqtlar)da hosil bo‘lsa yuz berishi mumkin. Bunday signallar davriy bo‘lmaydi. Bu chastota-vaqt tahlili umumiy muammosini yechish uchun Veyvlet almashtirishdan foydalaniladi (wavelet transform), u nostasionar signallarni tahlil etish vositasi hisoblanadi. Veyvlet almashtirishdan signallarni filtrlashda, shovqinlarni yo‘qotishda, sinulyarlik joyini topish va ularning taqsimlanishini aniqlash kabi masalalarni yechishda foydalanish mumkin. Fure almashtirishida signal qiymati darajasi ko‘rsatkichida mavhum bo‘lgan hissa (vesovoy) koeffitsienti bo‘lsa va argument garmonik shaklda bo‘lib chastotaga bog‘liq bo‘lsa, ya’ni sinusoidal tashkil etuvchi bo‘lsa, Veyvlet almashtirishda xususiy hissa koeffitsientlari qiymati sifatida Veyvlet funksiyalardan foydalaniladi. Hamma Veyvlet funksiyalar asosiy (bazaviy) Veyvlet funksiyasidan olinadi. Ba’zi hissalar bo‘lishini ta’minlash uchun bir qator asosiy (bazaviy) funksiyalardan foydalaniladi. Talab etiladigan xossalarga ega bo‘lish uchun Veyvlet funksiya tebranishlar shaklida bo‘lib, doimiy tashkil etuvchisi bo‘lmasligi kerak, spektri ma’lum bir kichik polosada joylashgan bo‘lishi, kichik vaqt ichida nolga teng qiymatgacha kichiklashishi va aksincha, kichik vaqt oralig‘ida o‘zining eng katta qiymatiga ega bo‘lishi kerak. Bu xususiyat Veyvlet almashtirish bir qiymatli bo‘lishiga kafolat beradi. Asosiy funksiyani t ko‘rinishida yozish mumkin. Misol uchun, Morlet yoki Gauss modifikatsiyalangan asosiy funksiyasi (Morle veyvleti) quyidagicha ifodalanadi (9.28) Uning Fure ko‘rinishi (9.29) Bu ikki signal 6.8-rasmda keltirilgan bo‘lib, bundan ko‘rinadiki t funksiya yuqorida keltirilgan talablarga javob beradi, ya’ni tebranuvchan va nolgacha kichiklashadi. 9.8-rasm.Modifikatsiyalashtirilgan Gauss yoki Morlet, t ona (asosiy) veyvlet funksiyasi va uning Fure ko‘rinishi H Qolgan (qiz, ikkilamchi) funksiyalar birlamchi asosiy funksiyalar masshtabini o‘zgartirish natijasida olinadi, bular funksiyalar oilasini tashkil etadilar. Har bir ikkilamchi (qiz) funksiyani quyidagicha ifodalash mumkin bunda a – masshtabni o‘zgartirish o‘zgaruvchan koeffitsienti, τ – olib o‘tish o‘zgarmas koeffitsienti. Agar a ning masshtabi kattalashsa funksiyaning amplitudasi va argumenti kichiklashadi. Amplituda berilgan qiymatida argumentning kichiklashishi chastotaning kichiklashishini anglatadi. Masshtabni o‘zgartirish koeffitsienti a va olib o‘tish o‘zgarmas koeffitsienti τ yordamida katta va kichik (turli) amplitudali, yuqori va past (turli) chastotali funksiyalarni yaratish mumkin va ularni vaqtning turli onlariga joylashtirish mumkin. Shunday qilib turli vaqt oralig‘iga joylashgan turli chastotali tashkil etuvchilarga ega nostasionar signallarni turli veyvlet funksiyalar yig‘indisi orqali ifodalash mumkin. Veyvlet funksiyasidan shu maqsadlarda foydalaniladi. Uzluksiz veyvlet almashtirishni (UVA) ( a, ) quyidagicha ifodalash mumkin UVA (9.30) Bu tenglama paramterlarini diskretlash natijasida diskret parametrli veyvlet almashtirishi (DPVA) ( m, n ) ni olish mumkin, u quyidagicha aniqlanadi DPVA m bunda quyidagi almashtirishlar amalga oshirilgan: a a 0 , (9.31) n 0 a0m . Bu almashtirishlarda a 0 va 0 lar a va lar uchun diskretizatsiyalash oralig‘i; m va n lar esa butun sonlar. Ko‘p hollarda a0 2a , 0 1 ga teng deb olinadi. Yuqoridagilarni e’tiborga olinsa DPVA Bu vaqt o‘qini 2 m marotaba kengaytiradi, natijada veyvlet funksiya vaqt bo‘yicha musbat tomonga 2 m n kattalikka suriladi. Veyvlet funksiyani vaqt bo‘yicha diskretizatsiyalash, diskret vaqtli veyvlet almashtirishi (DVVA)ni beradi, u quyidagicha aniqlanadi DVVA (9.32) Agar qaytadan a0 2a va 0 1 deb hisoblasak u holda DVMI quyidagicha aniqlanadi DVVA (9.33) (9.33) ifoda veyvlet diskret almashtirishi hisoblanadi. Shunday qilib, veyvlet diskret almashtirishi uzluksiz veyvlet almashtirishidan masshtab parametri a ni, olib o‘tish o‘zgarmas koeffitsienti va vaqtli diskretizatsiyalash, so‘ngra diskretlash oralig‘i qiymatlari a0 2 va 0 1 deb hisoblash natijasida olinadi. Veyvlet almashtirishlardan signallar chastota-vaqt tarkiblarini o‘rganishda foydalanishdan tashqari, ulardan signallarni filtrlash, ya’ni shovqinning qandaydir qismini olib tashlashda ham foydalanish mumkin. Buning uchun signal tashkil etuvchilarga ajratilishi kerak. So‘ngra taqqoslash asosida shovqin tashkil etuvchilari olib tashlanadi. Va nihoyat shovqinlardan tozalangan signal tashkil etuvchilari veyvlet funksiyalari orqali qayta tiklanadi. Uzluksiz veyvlet almashtirishidan foydalanilganda signalni qayta tiklash (teskari almashtirishi) ifodasi quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi 1 1 1 s t UVA a , t / a 2 dadt , C a 0 a a bunda (9.34) va H – asosiy impuls t ning Fure ko‘rinishi. Aloqa kanallari orqali uzatiladigan signallar vaqtning haqiqiy funksiyasi bo‘ladi. Ammo bir qator signallar uzatish muammolariga tegishli masalalarni yechishda signalni vaqt funksiyasi bo‘lgan elementar kompleks tashkil etuvchilar yig‘indisi sifatida qarashni taqazo etadi yoki signalning o‘zini to‘liq kompleks funksiya deb tadqiq etishga ehtiyoj tug‘iladi, ya’ni s(t ) s (t ) js (t ) u (t )e j ( t ) (9.35) bunda, u (t ) va (t ) - signal o‘rovchisi va fazasi. Bu holda haqiqiy signal kompleks signal orqali quyidagicha aniqlanadi: s (t ) Rc s(t ) Rc u (t )e j ( t ) u (t ) cos (t ) (9.36) Signalni bu shaklda ifodalashdan tor polosali signallarni tadqiq qilishda keng foydalaniladi. Agar s(t ) va s (t ) Gilbert o‘zgartirish juftligi orqali bir-biriga bog‘liq bo‘lsa, s (t ) signal analitik signal deb ataladi, ya’ni 1 s ( ) s (t ) d t 1 s ( ) s (t ) d t (9.37) shaklida bog‘langan bo‘lsa, bunday signal analitik signal hisoblanadi. (9.27) ifodalardagi integrallar Koshining asosiy qiymati sifatida qabul qilinadi. s (t ) funksiya bilan Gilbert bo‘yicha moslashgan hisoblanadi. s (t ) va s (t ) ni Gilbert sharti asosida tanlangan bo‘lsa, u holda signal o‘rovchisi va fazasi quyidagicha aniqlanadi: u (t ) s(t ) s (t ) , 2 2 (9.38) s (t ) (t ) arctg . s (t ) (9.39) Agar s (t ) signal spektri kengligi o‘zining o‘rtacha chastotasi 0 dan kichik bo‘lsa, u holda bu signalning amplitudasi va fazasi signal s (t ) ning o‘ziga nisbatan sekin o‘zgaradi. Gilbert to‘g‘ri va teskari bir juft o‘zgartirishlari asosida s (t ) cos t s (t ) sin t signalga signal va s(t ) sin 0t signalga s (t ) cos 0t sigal kompleks moslashganligini tasdiqlash mumkin. Xuddi shunga s (t ) ( ak cos k0t bk sin k0t ) o‘xshash signal bilan k s (t ) ( ak sin k0t bk cos k0t ) signal kompleks moslashgan bo‘ladi. k Shunday qilib s (t ) A cos t oddiy garmonik tebranish s (t ) A cos t jA sin t Ae jt analitik signal mos keladi. Agar signal Fure integrali ko‘rinishida bo‘lsa: 1 s (t ) S ( j ) e jt d 2 (9.40) Uning chastota spektri quyidagicha ifodalanadi: s ( j ) s (t )e jt dt Г s (t ) (9.41) s (t ) va s (t ) sigallarning spektri o‘zaro quyidagi bog‘lanishga ega: Г s(t ) j sgn( )S ( j ) , (9.42) signalga 1, bunda sgn( ) 0, 1, agar agar agar 0; 0; 0. Shunday qilib, Gilbert o‘zgarishini s (t ) signalning hamma spektral tashkil etuvchilarini ga suruvchi elektr zanjiridan o‘tishi deb hisoblash kerak. Ushbu 2 elektr zanjirining chastota va faza tavsiflari quyidagicha bo‘ladi: K ( j ) j sgn( ), h(t ) 1 . t (9.42) ifodani (9.35) ifodaga kiritish natijasi S (t ) signalning spektri S ( j ) ning “bir tomonlama” ekanini ko‘rsatadi: 2 S ( j ), S ( j ) S (0), 0, agar agar agar 0; 0; 0. (9.43) Bu analitik sigalning juda muhim hossasi hisoblanadi. Davriy signal s (t ) ning Gilbert sharti bo‘yicha moslashgan s (t ) funksiyasi ham s (t ) signal davriga teng bo‘ladi. s (t ) va s (t ) sigallar ularning davri T oralig‘ida o‘zaro ortogonal bo‘ladi, ya’ni T s (t ) s (t )dt 0 . 0 Agar si (t ) va s j (t ) ortogonal signallardan birini uning Gilbert o‘zlashtirishi sharti asosida moslashtirilganiga almashtirilganda ham ortogonallik hususiyati saqlansa, bunday signallar kuchaytirilgan ma’noda ortogonal signallar deb ataladilar, ya’ni T 1 2 si (t ) s j (t ) si (t ) s j (t ) dt 0; T T 2 T s i (t ) s j ( t ) (9.44) 2 1 si (t ) s j (t ) dt 0, T T 2 agar i j Bundan tashqari bunday signallardan birini uning s * (t ) kompleks moslashganiga almashtirilganda ham o‘zaro ortogonallik hususiyati saqlanib qiladi, ya’ni T 1 2 si (t ) s j (t ) si (t ) s * j (t )dt 0; T T 2 agar i j (9.45) Analitik signal tushunchasi har qanday signalni kompleks shaklga keltirish va uning o‘rovchisini hamda fazasini aniq aniqlash imkoniyatini beradi. Determinant (o‘zgarish qonuniyati ma’lum funksiya) va tasodifiy signallar analitik shaklga keltirilishi mumkin. Signalni analitik shaklga keltirish natijasida, uning o‘rovchisi va fazasi o‘zgarishini alohida-alohida tadqiq qilish mumkin bo‘ladi. Masalan, tasodifiy jarayon tadqiq etilganda uning oniy qiymatlari bilan shug‘ullanish o‘rniga, uning o‘rovchisi yoki fazasini tadqiq etish bilan chegaralanish mumkin. Umuman olganda x(t ) va x (t ) jarayonlarning spektrlari va korrelyatsion funksiyalari bir hil: G x ( ) G x ( ), Bx ( ) Bx ( ) . x(t ) va x (t ) jarayonlarning o‘zaro energetik spektrlari G x ( ) jGx ( ) o‘zaro korrelyatsiya funksiyasi quyidagi ifoda orqali aniqlanadi: Bx ( ) Bx ( ) 1 0 G x ( ) sin d . (9.46) Tasodifiy jarayon taqsimot qonuni bilan uning o‘rovchisi s(t ) va fazasi (t ) taqsimot qonunlari bir-birlariga bog‘liq, tasodifiy jarayonning ehtimollik zichligi taqsimot qonuni P (x) orqali, uning o‘rovchisi va fazasi ehtimolligi zichligi taqsimoti qonuni P(s ) va P ( ) ni aniqlash mumkin. 3.1.БОБ TRIGONOMETRIK FUNKTSIYALAR SISTEMASINING ORTOGONALLIGI Biz quyida cos nx va sin nx funktsiyalar sistemasining ortogonalligini qaraymiz. Tarif: Agar ikkita f(x) va x funktsiyalar ko`paytmasining chegaralari a va b dan iborat bo`lgan integrali nolga teng bo`lsa, bu funktsiyalar (a, b) oraliqda ortogonal deyiladi. Teorema. Quyidagi 1, cos x , cos 2x, cos 3x,…, sin x, sin 2x, sin 3x,… (1) sistemadan olingan ixtiyoriy ikkita har xil funktsiyalar (- , ) oraliqda ortogonal bo`ladi, ya`ni: 1 1 cos mx dx 0, m 0 , 1 sin mxdx 0; (2) 1 cos mx cos nx dx 0, (3) sin mx cos nx dx 0 . (4) Shuningdek, sin mx cos nx dx 0 . (5) Bunda m va n lar ixtiyoriy natural sonlar bo`lib, m ≠ n dir. Agar (1) sistemadagi ikkita har xil funktsiyalar o`rniga bir xil funktsiyalar olinsa, u holda, birinchi funktsiyadan tashqari barcha funktsiyalarning – va oraliqda olingan integrali dan iborat bo`ladi. Birinchi funktsiyaning integrali esa 2 dir, ya`ni: 1 1 dx 1dx 2 , (6) cos nx dx , 2 (7) sin nx dx . 2 (8) Bunda n = 1, 2, 3,… dir. (7) va (8) formulalar cos 2 xdx 1 1 cos 2 nx 2 va sin 2 x 1 1 sin 2nx 2 almashtirishlar yordamida hosil qilinadi. Yuqoridagi (2)-(8) formulalar o`zunligi 2 dan iborat bo`lgan ixtiyoriy oraliqlar uchun o`rinlidir. Agar berilgan biror funktsiyalar sistemasida har bir juft funktsiya ortogonal bo`lsa, u holda, shu sistemaning o`zi ham ortogonal sistema bo`ladi. 1-misol. (- , ) oraliqda f(x)=sin5x va (x)=cos2x funktsiyalarning ortogonalligini tekshiring. Yechilishi: Berilgan funktsiyalar (- , ) ko`paytmasini oraliqda integrallaymiz: 1 1 1 1 cos 2 x sin 5 xdx 2 sin 7 x sin 3 x dx 14 cos 7 x 6 cos 3 x 14 cos 7 cos 7 ) 1 cos 3 cos 3 0 0 0. 6 Bunda cos x funktsiyaning juft ekanligi hisobga olindi. 2-misol. (- , ) oraliqda f (x) =sin2x va f (x) =sin4x funktsiyalarning ortogonalligini tekshiring. Yechilishi: sin 2 x sin 4 xdx 1 cos 2 x cos 6 x dx 0. 2 Demak, berilgan funktsiyalar ortogonal. 7 3-misol. , oraliqda f(x)=sin2x va (x)=sin4x funktsiyalarning 4 4 ortogonalligini tekshiring. Yechilishi: 7 4 2 0 sin 2 sin 4 хdx sin 2 sin 4 dx 0. 4 4-misol. (-2 , 0) oraliqda ikkita bir xil funktsiyalar ko`paytmasi cos23x ning ortogonalligini tekshiring. Yechilishi: 5 0 2 cos 3 xdx cos 3 xdx . 2 2 2 2 3.2. EYLER – FURYE FORMULALARI Faraz qilaylik, f(x) funktsiya davriy bo`lib, uning davri 2 bo`lsin. Teorema. Quyidagi a0 a 1 cos x b1 sin x a 2 cos 2 x b2 sin 2 x ... a n cos nx bn sin nx ... 2 (1) trigonometrik qator x ning barcha qiymatlarida f(x) funktsiyaga yaqinlashsin. Agar f(x) funktsiya uchun f x dx integral mavjud bo`lsa, u holda, (1) qatorning koeffisiyentlari uchun quyidagi Eyler – Furye formulalari o`rinli bo`ladi: 1 a0 a1 1 a2 1 a3 f x dx ; b1 f x cos 2 xdx , b2 1 b3 1 1 f x cos 3 xdx, . . . . . . . . . . . . ., an f x sin xdx ; f x sin 2 xdx ; f x sin 3 xdx; . . . . . . . . . . . . .; f x cos nxdx , 1 f x cos xdx , 1 bn 1 f x sin nxdx ; (2) Isboti: Ma`lumki, f x a0 a 1 cos x b1 sin x ... a n cos nx bn sin nx ... . 2 (3) Ushbu tenglikni – va oraliqda integrallaymiz: a0 f x dx 2 dx a 1 cos xdx b1 sin xdx ... (4) Oldingi paragrafdagi (2) formulaga asosan (4) tenglikning o`ng tomonidagi integralning birinchisidan tashqari, barcha integrallar nolga teng. U holda, quyidagiga ega bo`lamiz: f x dx a 0 , ya`ni a 0 1 f x dx . Demak, n=0 bo`lganda (2)–Eyler–Furye formulalarining birinchisini hosil qildik. Qolganlari ham shu yo`l bilan topiladi. Bunda (3) tenglik cosnx yoki sinnx ga ko`paytiriladi, so`ngra, integrallanadi. (3) tenglikni cos2x ga hadma – had ko`paytirib, integrallash natijasida quyidagini hosil qilamiz: a0 2 f x cos 2 xdx 2 cos 2 xdx a1 cos 2 xdx b1 sin x cos 2 xdx a2 cos 2 xdx (5) b2 sin 2 x cos 2 xdx ... Buning o`ng tomonidagi, to`rtinchisidan tashqari barcha integrallar oldingi paragrafdagi (2), (3) va (4) larga asosan nolga teng. (6) formulaga asosan beshinchi integral ga teng. U holda, a2 1 f x cos 2 xdx . 3.3. Ixtiyoriy davrli trigonometrik qator Davri 2 dan iborat bo`lgan quyidagi a0 x x x x x x a1 cos b1 sin a2 cos 2 b2 sin 2 ... an cos n bn sin n ... (6) 2 trigonometrik qator x ning barcha qiymatlarida f(x) funktsiyaga yaqinlashsin. Agar f x dx integral mavjud bo`lsa, u holda, (6) qatorning koeffisentlari uchun quyidagi Eyler–Furye formulalari o`rinli bo`ladi: an 1 f x cos n x f x sin n x dx (bunda n=0,1,2,3,…) bn 1 dx (bunda n=1,2,3,…) (7) Oldingi paragrafdagi (2) formulalar = bo`lganda (7) dan kelib chiqadi. Xulosa Bizning zamonaviy asrimizda raqamli axborot vositalarida ma'lumotlarni saqlash shunchaki zaruratdir. Axborotni yo'qotish juda jiddiy oqibatlarga olib kelishi mumkin. Raqamli vosita axborotni juda yaxshi saqlash vazifasini bajaradi. Texnologiyani rivojlantirish jarayonida raqamli ommaviy axborot vositalarining barcha yangi turlari paydo bo'ladi. Ularning asosiy fazilatlari yaxshilanadi, chunki ixchamlik, chidamlilik, axborotni saqlash hajmi. Flash media va disklar endi keng tarqalgan. Butun kompyuter sifatida xizmat qiluvchi ommaviy axborot vositalari mavjud katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlaydigan server. Agar kompyuter ushbu serverga kirish imkoniga ega bo'lsa, u ma'lumotni osongina olishi yoki joylashtirishi mumkin. Axborotni bunday saqlash axborotni bulutli saqlash deb ataladi. Barcha tashuvchilar yordamida ma'lumotlar takrorlanadi va nashr etiladi. Elektron ommaviy axborot vositalaridan nusxa ko'chirish va nashr qilishning eng keng tarqalgan namunasi, masalan, DVD disklarida musiqa nashr etishdir. FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR Asosiy adabiyotlar 1. “C# dasturlash asoslari”, Muallif: Dilmurod Rahmatullayev. 2. “Ma'lumotlar bazasi va SQL asoslari”, Muallif: Xurshidbek Abdurahmonov. 3. “MATERIALLAR TOʻPLAMI” , Muallif: Raxmonjonovich. Internet saytlari 1. https://learn.microsoft.com/ru-ru/ef/core/ 2. https://medium.com/syncfusion/sql-a-complete-guide-for-beginners5861b376b8c4 3. https://www.w3schools.com/ 4. https://stackoverflow.com/ 5. https://themewagon.com/ 6. https://www.free-css.com/free-css-templates 7. https://www.sql-practice.com/ 8. https://learn.microsoft.com/ru-ru/sql/ssms/download-sql-servermanagement-studio-ssms?view=sql-server-ver16