2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Разложение в ряд Фурье
Сообщение21.12.2014, 19:25 
Аватара пользователя


03/11/14

395
Где я ошибся при разложении функции $f(x)=x$ в ряд Фурье? Разложить надо на интервале $(-\pi;\pi)$ по синусам и косинусам.
Это нечетная функция, т.к. $f(x)=-f(-x)$, значит, $a_0 = 0$ и $a_n = 0$.
Тогда получим разложение по синусам:
$$x=\sum\limits_{n=1}^{\infty}b_n \sin nx$$
Находим коэффициент Фурье:
$$b_n = \frac{1}{\pi}\int\limits_{-\pi}^{\pi}x\sin nx$$
Но функция $x\sin nx$ - нечетная, поэтому можно перейти к интегралу проще:
$$b_n = \frac{2}{\pi}\int\limits_{0}^{\pi}x\sin nx$$
Интегрируем по частям. Не буду писать весь ход интегрирования, потому что это здесь не нужно. Сам определенный интеграл будет равен
$$\frac{\pi}{n}\cos \pi n = \frac{\pi}{n}(-1)^n$$
Домножаем на $\frac{2}{\pi}$:
$$b_n = \frac{2}{\pi} \cdot \frac{\pi}{n}(-1)^n = \frac{2}{n}(-1)^n$$
Записываем ряд Фурье:
$$x=\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{2}{n}(-1)^n \sin nx$$

Я где-то ошибся? В мейпле для $x=-1$ сумма ряда с заданной точностью равна $1$, а сама сумма выражается через арктангенс, синус и косинус.

 Профиль  
                  
 
 Re: Разложение в ряд Фурье
Сообщение21.12.2014, 19:49 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
Nurzery[Rhymes]
Ошибка в том, что вы потеряли минус при интегрировании
$\[\frac{1}{\pi }\int\limits_{ - \pi }^\pi  {x\sin nx}  = \frac{1}{\pi } \cdot \frac{{ - 2\pi \cos (\pi n)}}{n} = \frac{2}{n}{( - 1)^{n + 1}}\]$

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group