Консультация № 193769
27.10.2018, 18:27
0.00 руб.
0 5 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
помогите разложить выражение f(x)=|x-1| на отрезке (-2;0)
в ряд Фурье по косинусам, синусам и общего вида


нигде не могу найти примера с модулем. везде примеры с разложением на отрезках с pi
помогите пожалуйста, даже не знаю от чего оттолкнуться

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
28.10.2018, 02:47
общий
Адресаты:
Если Вам нужен лишь пример разложения в ряд Фурье на отрезке, отличном от популярного pi , то в теме "Высшая математика - просто и доступно!" я нашёл для Вас замечательную статью "Ряды Фурье. Примеры решений" mathprofi.ru/ryady_furie_primery_reshenij.html .

Ваш случай подробно описан в разделе "Разложение функции в ряд Фурье на произвольном периоде". Цитата : "Для произвольного периода разложения … формулы ряда Фурье и коэффициентов Фурье отличаются немного усложнённым аргументом синуса и косинуса".
Там Пример №3 чуть сложнее Вашего, тк он содержит разрыв, "Функция определена только на полуинтервале…, но это не меняет дела - важно, что оба куска функции интегрируемы".

Дальше Вы сами справитесь или нужна какая-то помощь?
давно
Посетитель
401419
56
28.10.2018, 13:57
общий
28.10.2018, 14:00
Адресаты:

Да, помощь нужна
У меня функция взята по модулю f(x)=|x-1|
Как её интегрировать? Можно без модуля?
И считается ли это выражение четной функцией?


И ещё она считается 2l переодической?
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
28.10.2018, 14:33
общий
Адресаты:
"Да, помощь нужна" - помогаю :
"У меня функция взята по модулю f(x)=|x-1|" - я уже читал.
"Как её интегрировать?" - можно разделив на 2 части (спадающую + восходящие отрезки), можно целиком, если Ваш решатель имеет фунуцию (abs) (абсолютн величина).
"Можно без модуля?" - можно как отдельные части. В статье, что я предложил Вам выше, написано об этом подробно.
"И считается ли это выражение четной функцией?" - Почитайте учебник: Функция чётная, если f(x) = f(-x) . Ваша функция НЕ есть чётная.

"И ещё она считается 2l переодической?" - 2*l применяют для одинаковых полу-периодов. У Вас нет одинаковых полу-периодов. Похоже, Вы не представляете вид своей функции. Перед началом разложения в Фурье очень полезно увидеть или представить график исходной функции. Показываю Вам Ваш график.
Прикрепленные файлы:
f00e2971abda857563715979a370fc8b.png
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
29.10.2018, 18:01
общий
это ответ
Здравствуйте, anastasia.kaganova!
Вы просили помочь разложить выражение f(x)=|x-1| на отрезке (-2;0) в ряд Фурье.
Задача оказалась проще, чем кажется, потому что в интервале x=-2…0 график Вашей функции имеет вид обычного линейного отрезка. Я выполнил решение в МатПриложении ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad

Надеюсь , 5 гармоник достаточно для учебного процесса.
На графике изображены Ваша исходная функция (чёрный отрезок), 2х первых гармоники с постоянной составляющей и сумма первых 5 гармоник. Эта сумма (кривая красного цвета) почти совпала с исходником, что подтверждает верность решения.

Прилагаю Маткад-файл , он откроется т-ко в опер-системе с установленным приложением Маткад с версией 14 или новее.
Если будут вопросы, задавайте их в мини-форуме. =Удачи.
-----------
Вы спрашивали: "У меня функция взята по модулю f(x)=|x-1| Как её интегрировать? Можно без модуля?" - В Вашей задаче модуль - это всего лишь проверка на сообразительность (или на испуг?). Легко заметить, что указанном диапазоне x = -2 … 0 функция f(x)=|x-1| работает как f(x) = -(x-1) = 1-x , одна из самых лёгких для интегрирования.
Также для упрощения решения полезно вспомнить, что sin(2*[$960$]*n)=0 и cos(2*[$960$] *n) - 1 = 0 , и cos(([$960$] *n)^2) - 1 =0 для любых натуральных n . Поэтому все коэффициенты an=0 , а коэффициенты bn можно выразить как простой ряд : 2/([$960$] * n) = 2/[$960$] , 2/(2 * [$960$] ) , 2/(3 * [$960$] ) , 2/(4 * [$960$] ) , 2/(5 * [$960$] ) , …
Прикрепленные файлы:
653db46f12a480115a354e2f56a0bacf8ee9571c.rar
5
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
30.10.2018, 07:25
общий
Адресаты:
Я добавил в Ответ пояснения, упрощающие решение.
Форма ответа