第十二章 福里埃级数和福里埃变换
§1. 福里埃级数
将下列函数展成福里埃级数,并讨论收敛性:
(1) ;
(2) ;
由展开式
,
(1) 用逐项积分法求,,在中的福里埃展开式;
(2) 求级数,的和.
(1) 在 内,求的福里埃展开式;
(2) 求级数的和.
设在上逐段可微,且. ,为的福里埃系数,,是的导函数的福里埃系数,证明:
,, .
证明:若三角级数
中的系数,满足关系
,
M为常数,则上述三角级数收敛,且其和函数具有连续的导函数.
设,求证:
.
设以为周期,在上单调递减,且有界,求证:.
设以为周期,在上导数单调上升有界. 求证:.
证明:若在点满足阶的利普希茨条件,则在点连续. 给出一个表明这论断的逆命题不成立的例子.
设是以为周期,在连续,它的福里埃级数在点收敛. 求证:
.
设是以为周期、连续,其福里埃系数全为0,则.
设是以为周期,在绝对可积. 又设满足
存在.
证明. 进一步,若在点连续,则,其中
.
求下列周期为的函数的福里埃级数:
(1) 三角多项式;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) ;
(9) ;
(10) .
设以为周期,在绝对可积,证明:
(1) 如果函数在满足,则
;
(2) 如果函数在满足,则
.
§2. 福里埃变换
证明
(1) ,,, ,是上的正交系;
(2) ,,, ,是上的正交系;
1,,,,,是上的正交系;
1,,,, ,不是上的正交系;