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EXCEL采用傅立叶级函数模拟沪深300指数5年的走势

通过对傅立叶级函数的学习,我们了解到任何周期性的波形均可以通过无数个正弦函数和余弦函数的叠加来近似模拟,即使是三角波和矩形波这两种特殊的波形也可以用正余弦函数叠加构成,那么我们熟知的沪深300指数的走势本质上也是沪深指数与时间的函数,也应该可以用傅立叶级函数合成。作为反映经济的晴雨表,如果社会经济的本身具有周期性,那么股指也应具有周期性,通过傅立叶级函数模拟去5年的沪深300指数,我们可初步了解过去经济走势的周期性与振幅,从而作到与时俱进,与时势共舞。

过去的3年,国内经济受到了新冠疫情的影响,经济的增速有所下降,但通过对于沪深300的时间序列分析,我们了解到沪深300指数的趋势是总体向上的且具有季节性。

用沪深300的收盘价作为响应,绘制沪深300的散点图,如下。

沪深300过去5年走势

下图展示了傅立叶波形时域和频域的关系,因此需要通过过去的数据来求出频域中各个正余弦波的周期与振幅即可完成相应的模拟。

时域和频域的关系图

通过工具软件分析,我们初步了解到要模拟沪深300的走势,需要用到19对傅立叶基函数,也就是正余弦组合。

傅立叶变换对

每个波形的振幅,也可以由软件很快的计算出来。

将上述数据输入EXCEL,得到每个时间的点Y值数据,绘制折线图,基本上还原了沪深300的趋势。

总结:通过对沪深300指数模拟,加深了傅立叶级函数的概念的理解,了解无限级数的更广泛的应用

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