奇函数与偶函数的傅里叶级数_第1页
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文档简介

奇函数与偶函数的傅里叶级数第1页,共16页,2023年,2月20日,星期一展开式中只含有正弦函数的傅里叶级数,称为正弦函数,只含有余弦函数包括常数项的称为余弦级数.假设以2为周期的周期函数f(x)

在[,]内是奇函数,那么傅里叶级数一定是正弦级数.即此时傅氏系数8.4.1、奇函数与偶函数的傅里叶级数第2页,共16页,2023年,2月20日,星期一于是在区间()内f(x)cosnx为奇函数,而奇函数在对称区间上的积分为零,所以又因f(x)sinnx在区间()内是偶函数,第3页,共16页,2023年,2月20日,星期一故有

同理可以推出,当函数

f(x)是偶函数时,其展开式为余弦级数,即此时傅里叶系数为第4页,共16页,2023年,2月20日,星期一设周期函数f(x)在其一个周期上的表达式例4试将其展开成傅里叶级数.解函数f(x)的图形如图所示,≤≤f(x)Ox第5页,共16页,2023年,2月20日,星期一因此我们应根据(12.6.6)式计算傅里叶系数.由图形的对称性可知f(x)是偶函数,第6页,共16页,2023年,2月20日,星期一即故所求的傅里叶级数收敛于f(x),又因为f(x)处处连续,第7页,共16页,2023年,2月20日,星期一

(x)称为f(x)的周期延拓函数.且以2为周期的函数,如果(x)满足收敛定理的条件,我们设想有一个函数(x),设函数f(x)定义在[0,]上,它是定义在()上而在[0,]上,(x)=f(x).那么(x)在()上就可展开为傅里叶级数,取其[0,]上一段,即为f(x)在[0,]上的傅里叶级数,8.4.3函数

f(x)

在[0,]上展开为正弦级数与余弦级数第8页,共16页,2023年,2月20日,星期一在理论上或实际工作中,下面的周期延拓是最为常用:将f(x)先延拓到(,0),使延拓后的函数成为奇函数,然后再延拓为以2为周期的函数.这种延拓称为周期奇延拓;yx322O周期奇延拓第9页,共16页,2023年,2月20日,星期一这种延拓称为周期偶延拓.将f(x)先延拓到(,0),使延拓后的函数为偶函数,然后再延拓为以2为周期的函数,周期偶延拓yx322O第10页,共16页,2023年,2月20日,星期一显然,周期奇延拓的结果为正弦级数,其傅里叶系数按公式(12.6.5)计算.即(因在[0,]上,(x)=f(x)).周期偶延拓的结果为余弦级数,

其傅里叶系数公式为第11页,共16页,2023年,2月20日,星期一例5试将解按式(12.6.8)计算傅里叶级数,第12页,共16页,2023年,2月20日,星期一且延拓的函数在x=0,处连续,因此(0≤x≤

).第13页,共16页,2023年,2月20日,星期一展开成正弦级数.例6

试将函数0≤x≤≤

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