伍胜健《数学分析》(第2册)配套题库-名校考研真题(傅里叶级数)

第12章傅里叶级数
1.设f(x)是以2π为周期的周期函数,且f(x)=x,-π<x<π,求f(x)与|f(x)|的Fourier级数,它们的Fourier级数是否一致收敛(给出证明)?[北京大学研] 解:将函数f(x)延拓到整个数轴上,由于f(x)是(-π,π)上的按段光滑的奇函数,故其中Fourier展开式是正弦级数.
2014浙江高考英语
所以当x∈(-π,π)时,有
当x=±π时,级数收敛于
将|f(x)|延拓到整个数轴上,由于f(x)是(-π,π)上的按段光滑的偶函数,故其Fourier 展式是余弦级数.
所以当x∈(-π,π)时,有
当x=±π时,级数收敛于
f(x)的Fourier数在(-π,π)内非一致收敛,因为在端点x=±π处级数收敛,假若级数在(-π,π)内一致收敛,则级数在[-π,π]上一致收敛,和函数应在[0,π]上连续,矛盾.而由一致收敛定理易知|f(x)|的F0urier级数在(-π,π)上一致收敛.
2.设函数f在上可积,为f在上的Fourier系数,证明:
收敛.[北京化工大学研]
证明:由Bessel不等式知收敛,又,所以收敛.
3.在上把下列函数展开成Fourier级数[南京航空航天大学研]
解:易知f(x)足上的偶函数,故.根据Fourier级数的展开式的系数公式得
柯西不等式
所以,故其Fourier级数为
4.将展开成Fourier级数,并证明
[上海大学研]
解:由于
所以f(x)的Fourier级数为
由收敛定理知
于是
结论得证.
5.设是周期为2π的连续函数,且其傅里叶级数处处收敛,求证这个傅里叶级数处处收敛到.[北京大学2009研]
斑蝥酸钠证明:设
由条件知,利用极限的性质,得
廉政风暴由费耶定理,知一致收敛于,所以
故收敛于.
6.令f是R上周期为2π的函数,当-π≤x≤π时满足
(1)证明f的傅里叶级数具有形式,并写出的积分表达式.
(2)该傅里叶级数是否一致收敛?若是,请给出证明;若不是,请说明理由.
(3)证明[中科院武汉物理与数学研究所研]
解:(1)由于是奇函数,所以f的傅里叶级数具有形式,且
(2)不一致收敛.由傅里叶级数收敛定理知
由于在[-π,π]上连续,但和函数在[-π,π]上不连续,所以该傅里叶级数不一致收敛.
(3)由于在[-π,π]上可积且平方可积,所以Parseval等式成立
施韦泽
7.展开f(x)=|cosx|为[-π,π]上的傅里叶级数.[华中科技大学2012研]
解:因为f(x)为偶函数,所以另外
四象限探测器因此f(x)=|cosx|在[-π,π]上的傅里叶级数为
8.设周期为2π的可积函数与满足关系式,则给出函数的傅里叶系数与函数
的傅里叶系数之间的关系.[江苏大学研]
解:作变量替换x=-t,有

本文发布于:2024-09-22 03:50:29,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/478835.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:级数   收敛   函数   证明   按段   利用
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议