logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Inne, zadanie nr 4546

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

magneticnmr
post贸w: 4
2016-05-14 20:08:52

Mam za zadanie rozwin膮膰 w szereg fouriera zgodnie z wykresem podanym przez wyk艂adowce. Niestety na zaj臋ciach nie rozwi膮zali艣my 偶adnego zadania z szeregu Fouriera wi臋c nie mam poj臋cia od czego zacz膮膰.

Link do wykresu: http://wstaw.org/w/3WbU/

znalazlem sobie tylko funkcj臋 prostej ale nie wiem co dalej zrobi膰 i czemu jest tam ta prosta pionowa-przeciez to nawet nie jest funkcja...

nie wiem od czego zaczac i jak to wszystko ugry藕膰... prosz臋 o jakie艣 wskaz贸wki..od czego zaczac bo nie moge znale藕膰 偶adneg podobnego przykladu.....




janusz78
post贸w: 820
2016-05-15 10:38:42


Zapisz wz贸r funkcji

$ f(x)= \begin{cases} \frac{1}{10}x, \ \ x\in(10n, 10n+10)\\ \frac{1}{2},\ \ x =10n \end{cases}, n\in Z.$

Jest to fala pi艂okszta艂tna.

Przed艂u偶 j膮 parzy艣cie i rozwi艅 w szereg Fouriera wed艂ug kosinus贸w w przedziale $ [-10, 10].$

Warto艣膰 sumy tego szeregu w punktach $ \pm 10, \pm 20,...$ jest r贸wna $\frac{1}{2}.$

Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2016-05-15 13:53:56 przez janusz78

magneticnmr
post贸w: 4
2016-05-15 21:14:38

jak b臋d膮 wygl膮da艂y wzory na wspolczynniki an i bn?

an= 2/10 * ca艂ka w granicach od 0 do 10 z f(x)*cos (2npi/10 * x) dx ?

czy dobrze mysle?

za f(x) w tej calce mam podstawic 1/10 x?


janusz78
post贸w: 820
2016-05-16 10:19:05



$a_{0}= \frac{2}{10}\int_{0}^{10}\frac{1}{10}xdx. $

$a_{n} = \frac{2}{10}\int_{0}^{10} \frac{1}{10}x\cos\left(\frac{n\pi x}{10}\right)dx. $




magneticnmr
post贸w: 4
2016-05-16 14:53:48

Czy w zwi膮zku z tym, 偶e funkcja jest nieparzysta an b臋dzie r贸wne 0? bo po obliczeniu tej ca艂ki przez cz臋艣ci niestety nie wychodzi an=0... ?


janusz78
post贸w: 820
2016-05-16 15:45:39

$ a_{n}$ ma by膰 r贸偶ne od 0. $b_{n}=0.$

Bo przed艂u偶y艂e艣 funkcj臋 parzy艣cie.

Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2016-05-16 15:46:36 przez janusz78

magneticnmr
post贸w: 4
2016-05-16 16:21:32

Dlaczego? Moja funkcja jest nieparzysta a cosinus jest parzysty. Parzyste pomnozyc przez nieparzyste dalej wyjdzie nieparzyste a wiec an=0? W kazdym badz razie bn i tak nie wychodzi mi 0...


janusz78
post贸w: 820
2016-05-16 22:53:47



Fala pi艂okszta艂tna w przedziale $[0, 10]$ nie jest funkcj膮 ani parzyst膮 ani nieparzyst膮.

Po to, aby mo偶na by艂o rozwin膮膰 j膮 w szereg Fouriera - parzy艣cie wg kosinus贸w - dorysowujemy tak膮 sam膮 \"pi艂臋\" w przedziale [-10, 0] - m贸wimy, 偶e przed艂u偶amy funkcj臋 do funkcji parzystej-przed艂u偶amy parzy艣cie.

W trygonometrycznym szeregu Fouriera wyst臋puj膮 wi臋c tylko wsp贸艂czynniki z kosinusami $ a_{n},\ \ n=0,1,2,3...,$ Wsp贸艂czynniki z sinusami $ b_{n}$ s膮 r贸wne $ 0.$

$ a_{0}= \frac{2}{10}\int_{0}^{10}\frac{1}{10}xdx = \frac{1}{50}[\frac{x^2}{2}]_{0}^{10}= 1.$

$a_{n}= \frac{2}{10}\int_{0}^{10}\frac{1}{10}x\cos\left(\frac{n\pi x}{10}\right)dx= \frac{1}{50}\int_{0}^{10}x\cos\left(\frac{n\pi x}{10}\right)dx.$

Podstawienia:

$\frac{n\pi x}{10}= t, \ \ x =\frac{10t}{n\pi}, dx = \frac{10dt}{n\pi}.$

$ a_{n}= \frac{100}{50n^2\pi^2}\int_{0}^{n\pi}t\cos(t)dt =\frac{2}{n^2\pi^2}\int_{0}^{n\pi}t\cos(t)dt $ (przez cz臋艣ci).

$a_{n}=\frac{2}{n^2\pi^2}\int_{0}^{n\pi}t[\sin(t)]\'dt = \frac{2}{n^2\pi^2}[ t\sin(t)|_{0}^{n\pi}- \int_{0}^{n\pi}\sin(t)dt ]= \frac{2}{n^2\pi^2}[t\sin(t)|_{0}^{n\pi} +\cos(t)|_{0}^{n\pi}]$

$a_{n}= \frac{2}{n^2\pi^2}[0 +\cos(n\pi)- cos(0)]= \frac{2}{n^2\pi^2}[(-1)^{n}-1 ].$

$a_{n}=\begin{cases} 0,\ \ n=2k,\ \ k=1,2,...\\
-\frac{4}{n^2\pi^2}, \ \ n=2k+1,\ \ k=0,1,...\end{cases}.$

Szereg Fouriera dla fali pi艂okszta艂tnej:

$ f(x)= \frac{1}{2} -\frac{4}{\pi^2}\sum_{k=0}^{\infty}\frac{\cos \left(\frac{(2k+1)\pi x}{10}\right)}{(2k+1)^2}.$

strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj