Теория рядов - 11 стр.

UptoLike

ТЕОРИЯ РЯДОВ 11
Пример 16. Заменяя в предыдущем примере x на 2x и деля обе части полученного равенства
пополам, мы придём к разложению
π
4
x
2
=
X
n=1
sin 2nx
2n
, 0 < x < π . (23)
Если теперь из равенства (22) вычесть равенство (23), мы получим
π
4
=
X
n=1
sin(2n 1)x
2n 1
, 0 < x < π. (24)
В частности, при x =
π
2
получается уже известный ряд Лейбница
π
4
= 1
1
3
+
1
5
1
7
+ . . .
Пример 17. Рассмотрим функцию
f(x) =
x
2
4
πx
2
и разложим её по косинусам на отрезке [0, π]. Вычисляя коэффициенты Фурье по формулам
a
0
=
1
π
Z
π
0
x
2
4
πx
2
dx, a
n
=
2
π
Z
π
0
x
2
4
πx
2
cos nx dx,
получаем
x
2
4
πx
2
=
π
2
6
+
X
n=1
cos nx
n
2
.
В частности, при x = 0 получается знаменитый ряд Эйлера
π
2
6
=
X
n=1
1
n
2
.
                                       ТЕОРИЯ РЯДОВ                                       11

  Пример 16. Заменяя в предыдущем примере x на 2x и деля обе части полученного равенства
пополам, мы придём к разложению
                                   ∞
                            π x X sin 2nx
                              − =           ,    0 < x < π.                         (23)
                            4   2      2n
                                      n=1
Если теперь из равенства (22) вычесть равенство (23), мы получим
                                   ∞
                              π X sin(2n − 1)x
                                =                ,     0 < x < π.                       (24)
                              4   n=1
                                        2n − 1
                       π
В частности, при x = получается уже известный ряд Лейбница
                       2
                                 π       1 1 1
                                   = 1 − + − + ...
                                 4       3 5 7
  Пример 17. Рассмотрим функцию
                                                x2 πx
                                       f (x) =     −
                                                 4    2
и разложим её по косинусам на отрезке [0, π]. Вычисляя коэффициенты Фурье по формулам
                      1 π  x2 πx                  2 π  x2 πx 
                        Z                            Z
                 a0 =           −      dx, an =             −     cos nx dx,
                      π 0    4     2                π 0   4   2
получаем
                                                     ∞
                                x2 πx          π 2 X cos nx
                                   −      =− +            2
                                                            .
                                4     2        6    n=1
                                                        n
В частности, при x = 0 получается знаменитый ряд Эйлера
                                             ∞
                                        π2   X   1
                                           =       .
                                        6       n2
                                                 n=1


Страницы