Консультация № 176382
29.01.2010, 15:31
41.76 руб.
0 4 1
4. Вычислить определенный интеграл (ль 0 до b) f(x)dx c точностью до 0,001
Разложив подынтегальную функцию в степенной ряд и затем проинтегрировав его почленно:

F(x)=1 –cosx

5 Найти первые три, отличительные от нуля члена разложения в степенной ряд решения y=y(x) дифференциального уравнения y’=f(x,y), удовлетворяющего начальному условию y(x0)=y0:

y’ =y*sinx, y(π/2)=1

6 Разложить данную функцию f(x) в ряд Фурье на данном интервале:

F(x)=cos3x/2, -π/3<x< π/3
Заранее спасибо!!!

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
29.01.2010, 20:06
общий
это ответ
Здравствуйте, Annettik.
4) Нужно указать чему равен верхний предел интегрирования b. Без этого задау решить нельзя.

5)По условию y(pi/2)=1

Подставляя в уравнение x=pi/2, находим
y’(pi/2) =y(pi/2)*sin(pi/2)=1*1=1

Дифференцируя уравнение по x, получаем
y''=y'*sin x+y*cos x
подставляя сюда x=pi/2 и учитывая найденные значения y(pi/2) и y’(pi/2), получаем
y''(pi/2)=y’(pi/2)*sin(pi/2)+y(pi/2)*cos(pi/2)=1*1+1*0=1

Степенной ряд имеет вид y(pi/2)+y'(pi/2)(x-pi/2)+0.5y''(pi/2)(x-pi/2)^2, таким образом
y(x) ---> 1+(x-pi/2)+0.5(x-pi/2)^2

6) Полупериод l=pi/3; период T=2pi/3; тригонометрическая система имеет вид:
{cos3nx;sin3nx}
Так как функция четна, то все коэффициенты по синусам b_n=0, а коэффициенты по косинусам
a_n=(2/l)Int_0^(l)F(x)cos3nxdx=(6/pi)Int_0^(pi/3)cos(3x/2)cos3nxdx
При n=0 получаем
a_0=(6/pi)Int_0^(pi/3)cos(3x/2)dx=(4/pi)sin(3x/2)_0^(pi/3)=4/pi
При n>0
a_n=(6/pi)Int_0^(pi/3)cos(3x/2)cos3nxdx=(3/pi)Int_0^(pi/3)[cos(3n+3/2)x-cos(3n-3/2)x]dx=
(3/pi)[sin(3n+3/2)x/(3n+3/2)+sin(3n-3/2)x/(3n-3/2)]_0^(pi/3)=
(3/pi)[sin(pi*n+pi/2)/(3n+3/2)+sin(pi*n-pi/2)/(3n-3/2)]=
(3/pi)[(-1)^n/(3n+3/2)-(-1)^n/(3n-3/2)]=4(-1)^n/(4n^2-1)
Таким образом
F(x) --->(2/pi)+4SUM_(n=1)^(бескон.)[(-1)^n/(4n^2-1)]cos3nx



давно
Профессор
230118
3054
30.01.2010, 01:36
общий
star9491:
Многие мат. символы можно вводить здесь, нажав на "еще кнопки". Вот символ интеграла [$8747$]. У Вас отличные решение, но сложно читать.
Неизвестный
30.01.2010, 02:38
общий
Извените, это все моя невнимательность. b=0,5
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
30.01.2010, 12:12
общий
Annettik:
Так как
cos x=1-x2/2+...+(-1)nx2n/(2n)!+Rn
где
Rn=cos(2n+2)([$958$])x2n+2/(2n+2)!
то при замене подыинтегральной функции многочленом получим погрешность, не превосходящую
[$916$]=[$8747$]0bRndx
Производные cos x равны либо [$177$]sin x, либо [$177$]cos x, следовательно, по модулю не превосходят 1.
Поэтому погрешность
[$916$][$8804$][$8747$]0bx2n+2/(2n+2)!dx=b2n+3(2n+3)!
При n=0 получаем [$916$][$8804$]1/48 (не подходит)
При n=1 получаем [$916$][$8804$]1/3840 (подходит)
Таким образом, искомый интеграл приближенно равен
[$8747$]00.5(1-(1-x2/2))dx=[$8747$]00.5x2/2dx=
(x3/6)00.5=1/48=0.0208...
Ответ: интеграл приближенно равен 0.0208
Форма ответа