正弦級數和餘弦級數

一般來說,一個函式的傅立葉級數既含有正弦項,又含有餘弦項。特別地,只含有正弦項的傅立葉級數稱為正弦級數,只含有餘弦項的傅立葉級數稱為餘弦級數。

以2l為周期的函式的傅立葉級數

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

設 是以 為周期的函式,則其傅立葉係數為

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

所以,其傅立葉級數為

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

若函式 在 上按段光滑,則由收斂定理得

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

正弦級數與餘弦級數

奇函式的傅立葉級數—正弦函式

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

設 是以 為周期的奇函式,或是定義在 上的奇函式,則在 上, 是奇函式, 是偶函式。因此, 的傅立葉係數是

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

所以當 為奇函式時,它的傅立葉級數只含有正弦函式的項,即

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

其中 如(1)所示。(2)式右邊的級數稱為正弦級數。

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

當 ,則奇函式 所展開成的正弦級數為

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

其中

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

偶函式的傅立葉級數—餘弦級數

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

設 是以 為周期的偶函式,或是定義在 上的偶函式,則在 上, 是偶函式, 是奇函式。因此, 的傅立葉係數是

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

於是 的傅立葉級數只含有餘弦函式的項,即

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

其中 如(3)所示。(4)式右邊的級數稱為餘弦級數。

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

當 ,則偶函式 所展開成的餘弦函式為

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

其中

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

套用

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

定義在 上的函式 展成正弦級數。

具體步驟

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

(1)奇延拓:在 上補充定義得 ,使得 在 為奇函式。

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

(2)對 作周期延拓。

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

(3)將經過奇延拓與周期延拓後的函式 展成傅立葉級數

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

其中

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

定義在上的函式展成餘弦級數。

具體步驟

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數
正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

(1)偶延拓:在上補充定義得到,使得在為偶函式。

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

(2)對作周期延拓。

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

(3)將經過偶延拓與周期延拓後的函式展成傅立葉級數

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

其中

正弦級數和餘弦級數 正弦級數和餘弦級數

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們