傅利葉級數要考的東西

2021-10-04 15:21:17 字數 1716 閱讀 1315

如果週期是2

π2\pi

2π並且絕對可積,那麼可以算傅利葉級數。

求之前最好說一句是按段光滑的。

1.f (x

)=a0

2+∑(

1→∞)

(ancos⁡(

nx)+

bnsin⁡(n

x))f(x)=\frac}+\sum(1\to \infty)(a_\cos(nx)+b_\sin(nx))

f(x)=2

a0​​

+∑(1

→∞)(

an​cos(n

x)+b

n​sin(nx

))a 0=

1π∫−

ππf(

x)dx

a_=\frac\int_^f(x)dx

a0​=π1

​∫−π

π​f(

x)dx

a n=

1π∫−

ππf(

x)cos⁡(n

x)dx

a_=\frac\int_^f(x)\cos(nx)dx

an​=π1

​∫−π

π​f(

x)cos(nx

)dxbn=

1π∫−

ππf(

x)sin⁡(n

x)dx

b_=\frac\int_^f(x)\sin(nx)dx

bn​=π1

​∫−π

π​f(

x)sin(nx

)dxan,bn都是趨於0的

如果給的函式是0到2

π2\pi

2π那就算那個上面的積分。

2. 奇函式an=0,偶函式bn=0,不需要去算了

3.一般來說要用到分部積分法,把sinnxdx積出來,這個比較複雜,一定要小心。

4.cos⁡(

nπ)\cos(n\pi)

cos(nπ

)是(−1)

n(-1)^n

(−1)

n,而不是1,這個要注意

收斂定理:f(x

)f(x)

f(x)

按段光滑(在有限點不可導,其餘可導)則一致收斂到了傅利葉級數。

這個證明及其煩有什麼一大堆dini連續,holder連續,lip連續之類的,還有很多判別法,應該不會考。

還有乙個判斷傅利葉級數收斂的:就是把sincos放成1然後加絕對值的級數收斂,傅利葉級數一致收斂且絕對收斂。

1.cosnx,sinnx,1在乙個週期裡與別人內積是0,與自己的內積是π

\piπ2.有(1-x)cosnx這種直接分布積分,無需換元

3.有關導數的這種,傅利葉級數逐項求導,方便。

給的是0到l上的,可以奇延展或者偶延展,或者直接原模原樣的延展

傅利葉級數,如果是奇偶延拓,一定換到正半週期上來算,因為負半週期的函式式都變了.

公式雖然是上面這個,但是計算時候為了方便換到正半週期上算。不然要分段積分了。

如果是偶函式可以算0到l的2倍

傅利葉級數

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