имеет конечное число точек экстремума.

Тогда во всякой точке этого сегмента, в которой непрерывна, функцию можно разложить в ряд Фурье (6.87), который в каждой точке сегмента сходится к . Если есть точка разрыва , то сумма ряда Фурье в этой точке имеет вид

,

а и определяются так

.

При вычислении определенного интеграла мы уже отмечали, что вычисления упрощаются в случае интегрирования четной и нечетной функции.

Если на сегменте функция четная, то все ее коэффициенты Фурье и ее ряд Фурье будет содержать только косинусы. Если функция нечетная, то все ее коэффициенты Фурье и раны нулю и ее ряд Фурье будет содержать только синусы. В том случае, если функция задана на половине периода, то «доопределив» ее на другой половине периода как четную, можно получить ее разложение в ряд Фурье, в котором коэффициенты будут равны 0. Если такую функцию доопределить как нечетную, можно получить ее разложение в ряд Фурье, в котором коэффициенты и будут равны 0.

Пример 6.29. Разложить функцию , заданную в промежутке в ряд Фурье.

Решение. Согласно формулам (6.88) имеем

Проведя вычисление соответсвующих интегралов, получим

. (6.92)

Подставляя (6.92) в (6.87), получим ряд Фурье заданной функции в виде

.

Пример 6.30. Разложить в ряд Фурье по синусам функцию , определяемую равенствами

(6.93)

Решение.Согласно (6.90) имеем

, (6.94)

.

Полагая получим

(6.95)

Тогда из (6.87) с учетом (6.94) и (6.95) получим

.

Пример 6.31. Разложить функцию , заданную в промежутке , в ряд Фурье по косинусам.

Решение.Доопределив заданную функцию до четным образом и вычисляя коэффициенты ряда Фурье, получим

(6.96) (6.97)

Подставляя (6.96) и (6.97) в (6.87), получим

.

Пример 6.32. Разложить функцию , заданную в промежутке в ряд Фурье.

Решение.Заметим, что для произвольной функции , имеющей период , величина интеграла по промежутку длины не зависит от . Тогда, согласно этому, коэффициенты Фурье в этом случае есть

, (6.98)

, (6.99)

. (6.100)

Таким образом, согласно (6.87) получим

Задачи с ответами.

6.3.1. Пользуясь определением сходимости ряда, найти сумму ряда .

Ответ:

6.3.2. Исследовать числовой ряд с положительными членами на сходимость.

Ответ:сходится.

6.3.3. Исследовать числовой ряд с положительными членами на сходимость.

Ответ:расходится.

6.3.4. Исследовать числовой ряд с произвольными членами на сходимость.

Ответ:сходится абсолютно.

6.3.5. Исследовать числовой ряд с произвольными членами на сходимость.

Ответ:сходится условно.

6.3.6. Найти радиус сходимости и область сходимости степенного ряда .

Ответ:

6.3.7. Найти радиус сходимости и область сходимости степенного ряда .

Ответ:

6.3.8. Вычислить с точностью до

Ответ:

6.3.9. Разложить в ряд Тейлора по степеням х функцию и указать область сходимости.

Ответ:

6.3.10. Разложить в ряд Тейлора по степеням х функцию и указать область сходимости.

Ответ:

6.3.11. Вычислить с точностью до .

Ответ:

6.3.12. Разложить в ряд Фурье функцию

Ответ:

6.3.13. Разложить в ряд Фурье функцию

Ответ:

6.3.14. Разложить в ряд Фурье функцию по косинусам.

Ответ:

6.3.15. Разложить в ряд Фурье функцию по синусам.

Ответ:

 

 








Дата добавления: 2018-11-25; просмотров: 375;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.014 сек.