- αρμονική ανάλυση
- Η παράσταση περιοδικών συναρτήσεων με πεπερασμένα ή άπειρα αθροίσματα κυκλικών συναρτήσεων. Ας θεωρήσουμε μια συνάρτηση f(x) ορισμένη στο διάστημα (- ∞, + ∞). Η συνάρτηση αυτή θα λέγεται περιοδική με περίοδο 2ρ (ρ αριθμός πραγματικός) τότε και μόνο τότε αν ισχύει: f(x) = f(x + 2p),
xE (-∞, + ∞). Οι πιο απλές περιοδικές συναρτήσεις είναι οι κυκλικές συναρτήσεις sinx και cosx. Περιοδικές επίσης είναι και οι συναρτήσεις sinvx, cosvx, ν =2, 3,... (με περίοδο
άρα και με περίοδο 2π), επομένως και οι συναρτήσεις αcosvx+βsinvx, όπου α,β πραγματικοί, ν = 1,2,...(με περίοδο 2π). Αν θεωρήσουμε την τριγωνομετρική σειρά ή σειρά Φουριέ: <p>
και υποθέσουμε ότι αυτή συγκλίνει ομαλά στο διάστημα [0, 2π] προς τη συνάρτηση f(x), τότε η f(x) είναι συνεχής στο [0,2π] και οι συντελεστές αν, βν δίνονται από τους τύπους:
Αν η συνάρτηση f(x) | [0,2π] είναι φραγμένη και υπάρχουν τα ολοκληρώματα στα δεξιά μέλη της (II), τότε οι συντελεστές που υπολογίζονται από τους τύπους (II) λέγονται συντελεστές Φουριέ της f(x) και η σειρά (Ι), ανεξάρτητα από το αν συγκλίνει ή όχι, λέγεται σειρά Φουριέ που αντιστοιχεί στη συνάρτηση f(x). Οι ικανές συνθήκες για την ανάπτυξη μιας περιοδικής συνάρτησης f(x) | [0,2π] σε σειρά Φουριέ είναι: α) f(x) είναι κατά τμήματα λεία, β) f(o) = f(2π), γ)
, δ) f(x) επεκτείνεται παντού περιοδικά με περίοδο 2π. Στις ειδικές περιπτώσεις που η f(x) είναι άρτια ή περιττή οι τύποι (2) απλοποιούνται. Αν f(x) άρτια, δηλαδή f(x) = f(-x) τότε
cosvxdx, v = 0, 1, 2, ... και
, ν = 1, 2, ... ενώ αν f(x) περιττή, δηλαδή f(x) = -f(-x), τότε
, ν = 0, 1, 2, ... και
Dictionary of Greek. 2013.