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4-3 傅氏级数
第四章 级数
第三节 傅里叶级数
本节内容主要就是傅里叶级数的收敛定理:设为周期为的周期函数,且满足狄氏条件,则的三角级数一定收敛且
其中,。
特别若为奇函数,则
若为偶函数,则
注:(1)若在上有定义,且满足狄氏条件,那么在上展开为周期为的三角级数。(先要对以为周期作周期开拓)
(2)若在(或)上有定义,且满足狄氏条件,那么可在(或)上展开为周期为的余弦级数或正弦级数。(若展开为余弦级数,先要作偶开拓;若展开为正弦级数,先要作奇开拓)
本节内容不多,重点是掌握两点(1)傅里叶系数的计算,(2)确定傅里叶级数的和。
例1.设,将展开为周期为的傅氏级数,则。
解:
例2.设,,则.
答案:
例3.设为周期为2的周期函数,且,则的傅氏级数在处收敛于,在处收敛于.(答案:)
例4.设,的余弦级数的和函数记为,则.(答案:)
例4.设在闭区间上可积,令,
问取何值时,最小.
解:的傅里叶系数为
,
可见 时最小.
例5.(1)设以为周期且可积,并且在上单调减少,,证明:。
(2)设以为周期,且在上可导,并且可积且单调减少,,证明:。
证明:(1)
而
故。
(2)
,由(1)知。
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