Ряд Фурье

Содержание

Слайд 2

Теорема Если функция y=f(x) интегрируема на отрезке [-П,П] и разлагается в

Теорема

Если функция y=f(x) интегрируема на отрезке [-П,П] и разлагается в тригонометрический

ряд

который можно интегрировать почленно при умножении его на ограниченную функцию, то это разложение единственно.

3

Слайд 3

Доказательство: Для определения коэффициентов разложения будем использовать ортогональность системы тригонометрических функций.

Доказательство:

Для определения коэффициентов разложения будем использовать ортогональность системы тригонометрических функций.
Проинтегрируем (3)

на отрезке [-П,П].
Все интегралы, кроме интеграла от первого слагаемого, обращаются в нуль.
Слайд 4

Слайд 5

Для определения коэффициентов an и bn последовательно умножим обе части (3)

Для определения коэффициентов an и bn последовательно умножим обе части (3)

на сначала на cos(nx), а потом на sin(nx) и проинтегрируем на отрезке [-П,П].
Все интегралы в правой части, кроме содержащих квадраты этих функций, равны нулю.
Полученные формулы будут определять единственным образом коэффициенты разложения функции в ряд.
Слайд 6

Слайд 7

Для функции f(x), интегрируемой на отрезке [-П,П] числа a0, an, bn

Для функции f(x), интегрируемой на отрезке
[-П,П] числа a0, an, bn

называются
коэффициентами ряда Фурье, а ряд (3) с
этими коэффициентами называется
рядом Фурье функции f(x).
Слайд 8

Для определения сходимости ряда Фурье вводится понятие периодического продолжения функции, заданной

Для определения сходимости ряда Фурье вводится понятие периодического продолжения функции, заданной

на отрезке
[-Т,Т].

Функция F(x), определенная на всей числовой
оси и периодическая с периодом Т, является
периодическим продолжением функции f(x),
если F(x)=f(x) на отрезке [-П,П].

Слайд 9

Если ряд Фурье сходится к функции f(x) на отрезке [-П,П], то

Если ряд Фурье сходится к функции f(x) на
отрезке [-П,П], то

он сходится на всей
числовой прямой к ее периодическому
продолжению.
Слайд 10

Теорема Пусть функция y=f(x) непрерывна вместе со своей производной на отрезке

Теорема

Пусть функция y=f(x) непрерывна вместе со своей производной на отрезке [-П,П],

или они имеют на этом отрезке конечное число точек разрыва.
Тогда
Слайд 11

Ряд Фурье функции f(x) сходится на всей числовой прямой, и в

Ряд Фурье функции f(x) сходится на всей
числовой прямой, и в

каждой точке
непрерывности f(x) в интервале (-П,П]
сумма ряда равна значению f(x)
в этой точке.

1

Слайд 12

В каждой точке разрыва функции х / сумма ряда равна полусумме

В каждой точке разрыва функции х /
сумма ряда равна полусумме


односторонних пределов f(x) в этой точке:

2

Слайд 13

На концах отрезка [-П,П] сумма ряда равна 3

На концах отрезка [-П,П]
сумма ряда равна

3