4сем / 7_ДЗ_4_сем_pdf / Ряды / ДЗ_14_Ряды Фурье
.pdfДЗ № 14 |
РЯДЫ |
Ряды Фурье |
Сборник задач по математике для втузов. В 4 частях. Ч. 3: Учебное пособие для втузов / А. В. Ефимов, А. Ф. Каракулин, В. В. Лесин и др. / Под ред. А. В. Ефимова, А. С. Поспелова. - 5-е изд.,
перераб. и доп. - М.: Физматлит, 2007. - 544 с.: ил.; 21 см. - ISBN 5-94052-131-2(Ч.3).
П/П |
№ по |
Задание |
|
|
|
|
|
Ответ |
|
||
Еф. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
13.480 |
Разложить периодическую с периодом l |
функ- |
f (x)= |
1 |
+ |
|
||||
|
|
цию в ряд Фурье, построить график его первых |
2 |
|
|||||||
|
|
частичных сумм S0 (x) , S1 (x), S2 (x), |
S3 (x) |
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
|
2 |
∞ |
sin |
2m −1 x |
|
||||
|
|
и найти значение S (x0 ) суммы полученного |
+ |
∑ |
|
|
) |
, |
|||
|
|
|
|
|
2m −1 |
||||||
|
|
ряда в заданной точке x0 , |
|
|
π m=1 |
1 . |
|
||||
|
|
|
S (π)= |
|
|
|
|||||
|
|
1, 0 < x < π, |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
f (x)= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0, -π<x<0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l = 2π, x0 = π. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
2 |
13.484 |
Разложить в ряд Фурье функцию периода l |
|
π2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
f (x)= x2 , −π< x < π, |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
l = 2π. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
−1 k |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+4∑ |
( |
|
) |
|
cos kx. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
2 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
13.486 |
Разложить в ряд Фурье функцию периода l |
2 |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
f (x)= |
|
sin x |
|
, −π< x < π, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
l = 2π. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
∑cos22kx. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π k=1 |
4k |
−1 |
|
|
|
||||||||
4 |
13.496 |
Доопределяя необходимым образом заданную в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
−1 k |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
промежутке (0, a) функцию до периодической, |
|
|
1+ 2∑ |
( 2 |
) |
cos kx − |
|||||||||||||||||||||||
|
|
получить для нее |
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
k=2 |
k |
−1 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
а) ряд Фурье по косинусам, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
б) ряд Фурье по синусам. |
|
|
|
|
− 2 cos x, |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
f |
( |
x |
) |
= xsin x , x |
( |
0, π |
) |
. |
|
|
π |
sin x − |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) |
2 |
|
|
k |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−16 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
sin 2kx. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
2 |
|
2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π k=1 |
4k |
|
) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−1 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
5 |
|
13.498 |
|
Доопределяя необходимым образом заданную в |
|
а) |
π− |
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
промежутке (0, a) функцию до периодической, |
|
− |
4 |
∑ |
|
|
1 |
|
|
|
cos(2k −1)x. |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
получить для нее |
|
|
|
|
|
|
k=0 2k −1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1−3 −1 |
k |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
а) ряд Фурье по косинусам, |
|
|
∞ |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
) |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
б) ряд Фурье по синусам. |
|
б) |
∑ |
|
|
|
|
|
|
sin kx . |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
f (x)= x + |
π |
, x (0, π). |
|
|
k=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
13.500 |
|
Доопределяя необходимым образом заданную в |
|
а) 2 − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
промежутке (0, a) функцию до периодической, |
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2k −1 πx |
|
|||
|
|
|
|
|
получить для нее |
|
− |
4l |
|
∑ |
|
1 |
|
|
|
cos ( |
) |
, |
|||||||||
|
|
|
|
2 |
|
( |
|
|
|
2 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
l |
|
||
|
|
|
|
|
а) ряд Фурье по косинусам, |
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
2k −1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2l |
|
|
∞ |
|
|
−1 k+1 1 sin kπx . |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
б) ряд Фурье по синусам. |
|
б). |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
f (x)= x , x (0, l). |
|
|
π |
∑( |
) |
|
|
|
k |
l |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
3