Задать свой вопрос   *более 50 000 пользователей получили ответ на «Решим всё»

Задача 42638 ...

Условие

Разложите в ряд Фурье по синусам функцию

f(x) = { x, 0 ≤ x < π/2,
{ 0, π/2 ≤ x < π.

предмет не задан 885

Решение

Функция f(x) кусочно монотонная, ограниченная, значит она допускает разложение в ряд Фурье.

Находим b_(k) ( cм. приложение)

[m]b_{k}=\frac{2}{\pi }\int^{\pi }_{0} f(x)sinkxdx=\frac{2}{\pi }\int ^{\frac{\pi }{2}}_{0}x\cdot sinkxdx+\frac{2}{\pi }\int^{\pi} _{\frac{\pi }{2}}0\cdot sinkxdx[/m][red]=[/red]

Интегрирование по частям
u=x
dv=sinkxdx ⇒

du=dx
v= ∫ sinkxdx =[m]\frac{1}{k}[/m](-coskx)

[red]=[/red] [m]\frac{2}{\pi }\cdot(-\frac{x}{k}coskx)|^{\frac{\pi }{2}}_{0}+\frac{2}{\pi }\cdot \frac{1}{k}\int ^{\frac{\pi }{2}}_{0}coskxdx=[/m]

[m]\frac{2}{\pi }\cdot(-\frac{\frac{\pi }{2}}{k}cos\frac{\pi }{2}k-0)+\frac{2}{\pi k^2}(sinkx)|^{\frac{\pi }{2}}_{0}=[/m]

[m]=-\frac{1}{k}\cdot cos\frac{\pi }{2}k+\frac{2}{\pi k^2}sin\frac{\pi }{2}k
[/m][green]=[/green]

[blue]при k=2n-1[/blue]

[m]cos\frac{\pi }{2}k=0[/m]

[m]sin\frac{\pi }{2}k=sin\frac{\pi }{2}(2n-1)=sin(\pi n-\frac{\pi }{2})=-cos\pi n=-(-1)^{n}=[/m]

[m]=(-1)^{n+1}[/m]

[blue]при k=2n[/blue]

[m]cos\frac{\pi }{2}2n=cos\pi n=(-1)^{n}[/m]

[m]sin\frac{\pi }{2}k=sin\frac{\pi }{2}\cdot 2n=sin\pi n=0[/m]







Вопросы к решению (1)

Написать комментарий

Меню

Присоединяйся в ВК