Fourierreihen mit Exponentialfunktion
Mathematisch viel befriedigender als ein rein reeller Ansatz ist es Fourrierreihen durch Linearrombination komplexer Exponentialfunktionen $e^{kit}$ darzustellen. Unterausnutzung der Euler’schen Idendität
\[ e^{kit}=\cos(kt)+i\sin(kt) \]
lassen sich hierbei eine Forurierreihe $\sum_{k=0}^n b_k\cdot \cos(k\cdot t)$ die ausschließlich aus Cosinusgliedern bestehen als Realteil einer Reihe
\[ \sum_{k=0}^n b_k\cdot e^{kit} \]
darstellen. Eine Reihe Die nur Sinusglieder enthält ergibt sich als Realteil von
\[ \sum_{k=0}^n i\cdot a_k\cdot e^{kit} \]
Eine allgemeine Fourierreihe lässt sich als Realteil einer Fourrierreihe
\[ \sum_{k=0}^n c_k\cdot e^{kit} \]
mit geeigneten komplexen Koeffizienten darstellen.
Im folgenden Applet werden für Bestimmte Funktionen solche komplexen Fourierreihen geometrisch dargestellt. Die Bewegung der Real und Imaginärteile der Summe wird gesondert dargestellt. Punkt $t$ ist bewegbar. Durch betätigen des Playknopfes lässt sich die Animation starten.