Страница 1 из 3

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 16 апр 2009, 14:50
Наума
Здравствуйте! Пороверьте, пожалуйста, правильность задания. Разложить функцию $$f(x)=\frac {\pi-x}{2}$$ в ряд Фурье на промужутке $$(-\pi, \pi)$$.
Исходная функция удовлетворяет условиям Дрихле, a именно: функция монотонно убывающая и непрерывная на данном промужутке. Поскольку она является нечетной, то разложим функцию в ряд синусов. Для этого, сначала, найдем коэффициент Фурье функции.
$$b_n=\frac {2}{\pi}\int _{0}^{\pi}\frac {\pi -x}{2} \cdot sin(nx)dx=\frac {2}{\pi}\cdot (\frac {\pi}{2}\int _{0}^{\pi}sin(nx)dx - \frac {1}{2}\int _{0}^{\pi}x\cdot sin(nx)dx)=\frac {1}{n}$$
Так как функция непрерывна на данном промежутке, то сумма ee ряда Фурье равна самой функции в каждой точке данного промежутка.
$$f(x)=\sum_{n=1}^{\infty}{\frac {sin(nx)}{n}}$$
Исходная функция имеет точки разрыва первого рода $$x=\pm\pi$$, поэтому сумма ряда равна среднему арифметическому пределов исходной функции справа и слева.
$$S(\pm\pi)=\frac {\pi +0}{2}=\frac {\pi}{2}$$
Обязательно ли в таком случае вычислять сумму ряда в точках разрыва?

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 17 апр 2009, 03:37
Наума
Эх,...кто-нибудь бы помотрел:(

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 12:23
Draeden
Всё правильно. Непонятно откуда у исходной функции $$f$$ взялись разрывы на концах.

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 13:00
Наума
Draeden писал(а):Source of the post
Всё правильно. Непонятно откуда у исходной функции $$f$$ взялись разрывы на концах.


A как тогда объяснить то, что на графике функция c периодичностью $$2\pi$$ имеет обрывы на концах. Ведь, если продолжить исходную функцию на всей числовой оси, то она не буде гладкой. A это разве не обрыв?

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 14:50
Draeden
Если для функции $$F$$ выполнено условие Дини в точке $$a$$ то ряд Фурье для этой функции сойдётся к середине: $$\frac 1 2 (F(a-0) + F(a+0))$$. Пример подтвержает теорию. Что не так ?

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 15:33
Наума
Draeden писал(а):Source of the post
Если для функции $$F$$ выполнено условие Дини в точке $$a$$ то ряд Фурье для этой функции сойдётся к середине: $$\frac 1 2 (F(a-0) + F(a+0))$$. Пример подтвержает теорию. Что не так ?

Блин, к сожалению, это мне ни o чем не говорит. Может я неправильно выразилась? Вот привожу рисунок.

Изображение

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 17:39
Draeden
Это разрывы первого рода Они не мешают разложить фунцию в ряд Фурье, единственный момент: этот ряд в точке разрыва сойдёт к середине, т.e. к $$\frac{\pi}2$$

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 18:03
da67
Кстати, эта функция не нечётная.

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 19:02
Наума
da67 писал(а):Source of the post
Кстати, эта функция не нечётная.

Да, это так, но почему Draeden не увидел эту ошибку? Если раскладывать в ряд косинусов, то ответ совершенно другой.

Разложить функцию в ряд Фурье.

Добавлено: 18 апр 2009, 19:24
da67
Она тем более не чётная.
Получилось почти правильно. K полученному ряду надо добавить $$\pi/2$$.