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1、,第八节,一般周期函数的傅里叶级数,一、以2 l 为周期的函数的,傅里叶展开,机动 目录 上页 下页 返回 结束,第十一章,Section 7.3.3,SCU,一、以2 l 为周期的函数的傅里叶展开,周期为 2l 函数 f(x),周期为 2 函数,变量代换,将F(z)作傅氏展开,f(x)的傅氏展开式,机动 目录 上页 下页 返回 结束,设周期为2l 的周期函数 f(x)满足收敛定理条件,则它的傅里叶展开式为,(在 f(x)的连续点处),其中,定理.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,证明:令,则,令,则,所以,且它满足收敛,定理条件,将它展成傅里叶级数:,(在 F(z)的连续点处),是以 2
2、 为周期的周期函数,机动 目录 上页 下页 返回 结束,其中,令,(在 f(x)的 连续点处),证毕,机动 目录 上页 下页 返回 结束,说明:,其中,(在 f(x)的连续点处),如果 f(x)为偶函数,则有,(在 f(x)的连续点处),其中,注:无论哪种情况,在 f(x)的间断点 x 处,傅里叶级数,收敛于,如果 f(x)为奇函数,则有,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例1.交流电压,经半波整流后负压消,失,试求半波整流函数的,解:这个半波整流函数,它在,傅里叶级数.,上的表达式为,的周期是,机动 目录 上页 下页 返回 结束,机动 目录 上页 下页 返回 结束,n 1 时,机动 目录
3、上页 下页 返回 结束,由于半波整流函数 f(t),直流部分,说明:,交流部分,由收,敛定理可得,上述级数可分解为直流部分与交流部分的和.,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例2.把,展开成,(1)正弦级数;(2)余弦级数.,解:(1)将 f(x)作奇周期延拓,则有,机动 目录 上页 下页 返回 结束,(2)将,作偶周期延拓,则有,机动 目录 上页 下页 返回 结束,说明:此式对,也成立,由此还可导出,据此有,机动 目录 上页 下页 返回 结束,当函数定义在任意有限区间上时,方法1,令,即,在,上展成傅里叶级数,周期延拓,将,在,代入展开式,上的傅里叶级数,其傅里叶展开方法:,机动 目录 上
4、页 下页 返回 结束,方法2,令,在,上展成正弦或余弦级数,奇或偶式周期延拓,将 代入展开式,在,即,上的正弦或余弦级数,机动 目录 上页 下页 返回 结束,例3.将函数,展成傅里叶级数.,解:令,设,将F(z)延拓成周期为 10 的周期函数,理条件.,由于F(z)是奇函数,故,则它满足收敛定,机动 目录 上页 下页 返回 结束,ex6,P239,SCU,利用欧拉公式,二、傅里叶级数的复数形式,设 f(x)是周期为 2 l 的周期函数,则,机动 目录 上页 下页 返回 结束,注意到,同理,机动 目录 上页 下页 返回 结束,傅里叶级数的复数形式:,因此得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,式
5、的傅里叶级数.,例4.把宽为,高为 h,周期为 T 的矩形波展成复数形,解:在一个周期,它的复数形式的傅里叶系数为,内矩形波的函数表达式为,机动 目录 上页 下页 返回 结束,机动 目录 上页 下页 返回 结束,傅氏级数为正弦 级数.,内容小结,1.周期为2l 的函数的傅里叶级数展开公式,(x 间断点),其中,当f(x)为奇 函数时,(偶),(余弦),2.在任意有限区间上函数的傅里叶展开法,变换,延拓,机动 目录 上页 下页 返回 结束,作业:习题册,习题课 目录 上页 下页 返回 结束,备用题,期的傅立叶级数,并由此求级数,(91 考研),解:,为偶函数,因 f(x)偶延拓后在,展开成以2为周,的和.,故得,机动 目录 上页 下页 返回 结束,得,故,机动 目录 上页 下页 返回 结束,Thank You!,Good Luck!,机动 目录 上页 下页 返回 结束,Li,XS-Department of Mathematics,If you have any questions,please contact me.,
