Top.Mail.Ru

Функция pi-5x определена на отрезке [0, pi]. Чтобы разложить ее в ряд Фурье на этом отрезке, мы должны найти коэффициенты разложения.

Начнем с расчета первого коэффициента, который называется постоянным членом a0. Формула для a0 имеет вид:

a0 = (1/pi) * ∫[0, pi] (pi – 5x)dx.

Вычислим интеграл:

a0 = (1/pi) * [pi * x – (5/2) * x^2] evaluated from 0 to pi.

a0 = (1/pi) * [pi * pi – (5/2) * pi^2 – 0 – 0].

a0 = 1 – (5/2) * pi.

Теперь рассмотрим расчет коэффициентов sin(nx) и cos(nx). Формулы для них имеют вид:

an = (2/pi) * ∫[0, pi] (pi – 5x) * cos(nx) dx,
bn = (2/pi) * ∫[0, pi] (pi – 5x) * sin(nx) dx.

Интегрируя по частям, можно получить следующие выражения:

an = (2/pi) * [(pi – 5x) * (sin(nx)/n)] evaluated from 0 to pi,
bn = -(2/pi) * [(pi – 5x) * (cos(nx)/n)] evaluated from 0 to pi.

Вычислим их значения:

an = (2/pi) * [(pi – 5 * pi) * (sin(pi * n)/n) – (0 – 5 * sin(0)/n)].

an = -10 * (sin(pi * n)/n).

bn = -(2/pi) * [(pi – 5 * pi) * (cos(pi * n)/n) – (0 – 5 * cos(0)/n)].

bn = -10 * (cos(pi * n)/n).

Таким образом, разложение функции pi-5x в ряд Фурье на отрезке [0, pi] имеет вид:

(pi – 5x) = (1 – (5/2) * pi) + Σ[-10 * (sin(n * pi) / n) * cos(n * x) – 10 * (cos(n * pi) / n) * sin(n * x)].

Где Σ означает сумму от n = 1 до бесконечности. Это ряд Фурье для данной функции.

   
[metform form_id="1136"]