Консультация № 176589
09.02.2010, 00:01
0.00 руб.
0 13 2
Добрый вечер, уважаемые эксперты! Требуется разложить в ряд Фурье функцияю y=11*x+4 на отрезке [0,7]. Если подобное разложение уже в ответах есть, достаточно ссылки. Спасибо.

Обсуждение

давно
Профессор
230118
3054
09.02.2010, 01:08
общий
это ответ
Здравствуйте, lamed.

Разложение f(x)=(п-x)/2 от 0 до 2п
=[$8721$]n=1[$8734$] 1/n *sin nx
(Фихтенгольц, 3т, стр 447)
Значит, x=п-2[$8721$]1/n *sin nx
Чтобы перейти к отрезку [0;7], делаем замену y=7/2п x.

y=7/2-7/п [$8721$]1/n* sin 2п ny/7.
11y+4=77/2+4-77/п [$8721$]1/n* sin 2п ny/7=42.5-77/п [$8721$]1/n* sin 2п ny/7
5
Спасибо за оперативность
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
09.02.2010, 13:35
общий
это ответ
Здравствуйте, lamed.

Определяем период T=7 и полупериод l=7/2, соответствующая тригонометрическая система:
{cos(2n pi x/7), sin(2n pi x/7)}
Вычисляем коэффициенты Фурье:
a0=(2/7)[$8747$]07(11x+4)dx=(2/7)(11x2/2+4x)07=85
При n>0
an=(2/7)[$8747$]07(11x+4)cos(2n pi x/7)dx=
(2/7)[11((7/(2 pi n))x*sin(2n pi x/7)+(49/(4 pi2n2))cos(2n pi x/7))+4(7/(2 pi n))sin(2n pi x/7))]07=0

bn=(2/7)[$8747$]07(11x+4)sin(2n pi x/7)dx=
(2/7)[11((-7/(2 pi n))x*cos(2n pi x/7)+(49/(4 pi2n2))sin(2n pi x/7))-4(7/(2 pi n))cos(2n pi x/7)]07=-77/(pi n)

Таким образом:
11x+4 --> (85/2)-(77/pi)[$8721$]n=1[$8734$]((sin(2n pi x/7))/n)
5
Спасибо за помощь!
давно
Академик
320937
2216
09.02.2010, 18:26
общий
star9491:
Добрый вечер! По-моему, полупериод Вы взяли неверно. [0..7] и есть полупериод. Мы продолжаем эту функцию четным (или нечетным, по Вашему усмотрению, образом) на интервал [-7..0]. Период = 14, полупериод = 7.
давно
Академик
320937
2216
09.02.2010, 18:30
общий
Гаряка Асмик:
Добрый вечер! Мне кажется, период=14, хотя, возможно и ошибаюсь. (иначе бы не обращался:)
давно
Профессор
230118
3054
09.02.2010, 18:49
общий
lamed:
Опять цитируя Фихтенгольца, если функция задана в промежутке [0;l], она разлагается в ряд по синусам или по косинусам. Коэффициенты разложения вычисляются по формулам
2/l[$8747$]0 lf(x) sin n[$960$]x/l dx

Вот ссылка, где скачивала http://d.theupload.info/down/zvebmvvkjqndphbuykwwvqqzi418wvhm/fihtengolc_g_m__kurs_differencialnogo_i_integralnogo_ischisl.djvu. Если она нелегальна, скажите, я уберу.
давно
Профессор
230118
3054
09.02.2010, 18:57
общий
lamed:
Согласна, период равен 14. Но я и не употребляла это слово в ответе. Когда берем интеграл от -п до п, коэффициент равен интегралу деленному на п, то есть на полупериод. Здесь полупериод 7. Из-за нечетности интеграл от -7 до 7 равен удвоенному интегралу от 0 до 7. Поэтому появилась 2.
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
09.02.2010, 20:10
общий
lamed:
Вот формулировка вопроса:
разложить в ряд Фурье функцияю y=11*x+4 на отрезке [0,7]


Слова "разложить функцию в ряд Фурье на отрезке" подразумевают, что периодом является длина отрезка.
Если считать длину отрезка полупериодом, то формулировка задачи неполна.
давно
Академик
320937
2216
09.02.2010, 20:45
общий
Гаряка Асмик:
Большое спасибо за помощь. Фихтенгольц у меня есть, изд. 1969 г., просто обратился сосед "срочно", а я, вообще-то, тугодум, да еще и "в запарке". У меня почему-то получился коэффициент другой. Где-то ошибся. Завтра буду разбираться "на свежую голову".
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
09.02.2010, 20:48
общий
Гаряка Асмик:
Давайте подумаем над следующей задачей:
На отрезке [0;2 pi] задана функция f(x). Разложить ее в ряд Фурье.

И что же, Вы будете ее раскладывать по {sin(nx/2)}?
давно
Профессор
230118
3054
09.02.2010, 22:02
общий
star9491:
Нет, разлагать будем по sin nx
Ф. пишет.
"предположим, что функция задана лишь в промежутке [0;п]. Желая разложить ее, мы дополняем ее в промежутке [-п;0] по произволу. Дополняя нечетным образом, получим разложение только по синусам."
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
09.02.2010, 23:36
общий
Гаряка Асмик:
Уважаемая Гаряка Асмик.
Пожалйста откройте любой серьезный учебние по анализу, где рассматриваются ряды Фурье. С самых первых строк этой теории Вы увидите,
что функцию, заданную на отрезке [0;2 pi] раскладывают по тригонометрической системе {cos nx, sin nx}. Вы вырываете цитату из контекста и она лишатся полноты смысла.

В теории тригонометрических рядов для отрезка [0,b] можно рассматривать три задачи:
1) разложить в ряд Фурье,
2) разложить в ряд Фурье по синусам,
3) разложить в ряд Фурье по косинусам
В первом случае период T=b (l=b/2), во втором и третьем случаях перод равен 2b (l=b).

Повнимательные посмотрите на тот ряд Фурье, который Вы привели в своем ответе. Функции, которые там стоят:
sin 2п ny/7

имеют период T=7.
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
09.02.2010, 23:42
общий
lamed:
Уважаемый lamed, в одном из ваших сообщений увидел фразу:
Мы продолжаем эту функцию четным (или нечетным, по Вашему усмотрению, образом)


Подумайте теперь о следующем. Пойдет Ваш сосед к Преподавателю, а он ему скажет: да не по Вашему усмотрению, а по моему желанию, господин Студент, Вы должны были разложить эту функцию по косинусам.
давно
Академик
320937
2216
10.02.2010, 18:03
общий
star9491:
я так, кстати, и сделал, продолжил четным образом, и разложил по косинусам. Что до цитаты - так она из учебника (в частнсти, Бермант, Араманович).
Форма ответа