имеет период
то ряд Фурье равен этой функции для всех значений х от
до
.
В рассмотренном примере разложения для у и V представляют собой ступенчатую и пилообразную функции, графики которых указаны на рис. 2.4.
Рис. 2.4.
Замечание 2. В предыдущем примере функция
разрывна — коэффициенты ее ряда Фурье имеют вид
Функция
непрерывна, но ее первая производная разрывна — коэффициенты ряда для
имеют вид
Нетрудно обобщить это правило и показать, что если дана периодическая функция, непрерывная вместе с ее первыми
производными, и если ее
производная разрывна, то коэффициенты ее ряда Фурье будут порядка
Пример. Разложим в ряд функции
от
до
те
не целое число).
Функция
четная, поэтому все коэффициенты
равны нулю. Имеем
откуда
Приложение. Положим в предыдущей формуле
и обозначим
через х. Разделив на
тех, получим
или
Если х заключен в промежутке то общий член ряда внутри квадратных скобок меньше общего члена ряда
Следовательно, ряд внутри квадратных скобок сходится равномерно, и можно проинтегрировать обе части равенства от нуля до х. Освобождаясь от множителя
и учитывая, что
имеем
или
Символ
означает бесконечное произведение. В данном случае это произведение биномов вида
пробегает все целые значения. Отсюда получаем формулу
Если х придать значение получим формулу Валлиса: