当前课程知识点:微积分——极限理论与一元函数 > 第八章 级数 > 第六节 傅里叶级数 > 其他函数的周期函数的形式Fourier展开
好 我们现在来讨论
一般周期函数的形式傅里叶级数
假设f(x)是一个周期函数
它是以T等于2l为周期的周期函数
其中l是半周期
我们要求这个周期函数的形式傅里叶级数
我们做一个变量代换
t就是等于πx除以l
做这么一个变量代换
我们记φ(t)就等于f(lt/π)
做变量代换
那么我们可以发现
因为f是一个2l为周期的周期函数
做了这么一个伸缩变换之后
φ(t)是一个2π的周期函数
那么对φ这个2π的周期函数如果是可积的话
那么φ一定是有一个形式傅里叶级数
其中所以的a等于π分之一
从-π到π φ(t)cosnt dt
这个n可以是0 1 2
这是我们已经学过的
我们做变量代换
做这么一个变量代换
对这个积分做变量代换
我们最后可以发现
它就等于l分之一从-l到l
f(x)cosnπx/l dx
这就是an
同样的方法我们可以算得
傅里叶系数bn就等于
l分之一从-l到l f(x)sinnπx/l dx
在这些情况下
我们同样可以得到形式傅里叶级数
等于二分之a0加上Σn从1到正无穷
同样这个t还是做这个变量代换
是πx/l 那么乘上n
ancosnπx/l加上bnsinnπx/l
这就是一般一般周期
以T等于2l为周期的周期函数的形式傅里叶级数
傅里叶系数bn an和形式级数
我们找一个例子来算一下
好我们来看看这么一个函数
f(x)它就等于x的平方
当x属于[-1,1]的时候
我们把它展开成
T等于2为周期的周期函数
那相当于l半周期等于1
我们把这个函数画开
在正负1上这个函数就是等于x的平方
然后以2为周期做周期开拓
这是这么一个函数
我们要看看这么一个函数的形式傅里叶级数
这是一个偶函数
所以所有的bn都等于0 n从1,2
所以它最后展开的傅里叶级数
一定是一个余弦傅里叶级数
我们来看看a0
a0就等于l分之2从0到l上的积分
被积函数是x的平方 dx
其中l等于1
我们算一下 就等于3分之2
剩下的其余的an就等于
l分之2是1分之2
从0到1的积分x的平方cosnπx/1 dx
我们算一下 我们可以发现
它就等于-1的n次方4除以nπ的括弧的平方
n从1,2 一直下去
所以我们可以得到
这么一个函数的形式傅里叶级数
f(x)就可以写成3分之1再加上Σn从1到正无穷
-1的n次方4除以nπ的括弧的平方cosnπx/1
那或者说你也可以把它写过来
除以1就不要了 改写一下
就是cosnπx
那么这就是一个一般的
以T为2l为周期的周期函数的
形式傅里叶级数的展开
包括系数 包括级数
-序言
--序言
-第一节 实数集的界与确界
--实数集的界
--实数集的确界
-第一节思考与练习
--思考题
--练习题
-第二节 函数的概念
--分段函数与隐函数
-第二节思考与练习
--思考题
--练习题
-第三节 函数的运算
--函数的反函数
-第三节思考与练习
--思考题
--练习题
-第四节 函数的初等性质
--函数的凸性
-第四节思考与练习
--思考题
--练习题
-第五节 初等函数
--初等函数
-第五节思考与练习
--思考题
--练习题
-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线
-第一节 数列极限的概念与性质
--无穷大量
-第一节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第一节思考与练习
-第二节 数列极限存在的充分条件
--单调有界收敛定理
-第二节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第二节思考与练习
-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则
-第三节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第三节思考与练习
-第四节 函数极限的概念与性质
--函数极限的概念
--函数极限的性质
-第四节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第四节思考与练习
-第五节 函数极限的运算
-第五节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第五节思考与练习
-第六节 无穷小量及其(阶的)比较
--无穷小量的比较
-第六节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第六节思考与练习
-第一节 连续函数的概念与性质
--间断点的分类
--连续函数的性质
-第一节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第一节 思考与练习
-第二节 闭区间上连续函数的性质
-第二节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第二节 思考与练习
-第三节 函数的一致连续性
--一致连续的概念
-第三节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第三节 思考与练习
-第一节 导数与微分的概念
--导数的概念
--导数的几何意义
--微分概念
-第一节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习
-第二节 导数与微分的运算
--导数的四则运算
--反函数求导法
-第二节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习
-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数
--高阶导数
-第三节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习
-第一节 微分中值定理
--Fermat定理
--Rolle定理
-第一节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第一节 思考与练习
-第二节 L'Hospital 法则
--0/0型不定式
--∞/∞型不定式
--其他形式的不定式
-第二节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第二节 思考与练习
-第三节 函数的单调性与极值
--函数的单调性
--函数的极值
--函数最值的求法
-第三节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第三节 思考与练习
-第四节 函数的凸性与拐点
--函数凸性的判别法
--拐点
--曲线的渐近性
-第四节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第四节 思考与练习
-第五节 Taylor 公式
-第五节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第五节 思考与练习
-第一节 概念与性质
--原函数的概念
--6-1视频纠正
-第一节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习
-第二节 换元积分法
--第一换元法
--第二换元法
-第二节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习
-第三节 分部积分法
--分步积分法
-第四节 有理函数的积分
--html
--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习
-第五节 简单无理式的积分
--无理函数的有理化
--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习
-第一节 积分概念与积分存在条件
--定积分的概念
-- 函数的可积性
--第七章 定积分--第一节思考与练习
-第二节 定积分的性质
--定积分的性质
--定积分性质的应用
-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式
--变上限积分
--复合变限积分
--定积分的计算
--第七章 定积分--第三节思考与练习
-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法
--第七章 定积分--第四节思考与练习
-第五节 定积分的几何应用
--平面区域的面积
--曲线的弧长
--平面曲线的曲率
--第七章 定积分--第五节思考与练习
-第六节 定积分的物理应用
--物理应用简介
-第七节 反常积分
--反常积分
--其他无穷积分
--第七章 定积分--第七节思考与练习
-第一节 数项级数的概念与性质
--第八章 级数--第一节 思考与练习
-第二节 正项级数的收敛判别法
--第八章 级数--第二节 思考与练习
-第三节 任意项级数
--交错项级数
--绝对值判敛法
--第八章 级数--第三节 思考与练习
-第四节 函数级数
--第八章 级数--第四节 思考与练习
-第五节 幂级数
--Abel判别法
--收敛半径与收敛域
--幂级数的分析性质
--幂级数求和
--第八章 级数--第五节思考与练习
-第六节 傅里叶级数
--三角函数的正交性
--第八章 级数--第六节思考与练习