Очевидно, получившийся ряд будет зависеть от того, как именно мы произведем доопределение нашей первоначально заданной функции на промежутке
При этом нам могут представиться различные варианты. Рассмотрим два из них.
Во-первых, мы можем продолжить функцию
на промежуток
по четности, т. е. положить
(рис. 10). Тогда мы будем иметь дело с четной функцией, которая, в соответствии со сказанным в § 9, разлагается в ряд по косинусам согласно формуле (9.20).
Рис. 10.
Рис. 11.
Во-вторых, мы можем продолжить функцию
на промежуток
по нечетности, т. е. положить
(рис. 11). В этом случае мы будем иметь дело с нечетной функцией, которая разлагается в ряд по синусам согласно формуле (9.22).
Не следует думать, что нам удалось получить для одной и той же функции два различных разложения в ряд Фурье. В действительности мы разлагали весьма отличающиеся друг от друга функции (они могут отличаться друг от друга на всем промежутке
и только отбросили часть полученного ответа, отказываясь использовать разложение в ряд Фурье для отрицательных значений х
Поясним сказанное на примере.
Пример. Разложим на сегменте
функцию
в ряды Фурье по синусам и по косинусам (что будет отвечать соответственно
продолжению этой функции на сегмент
по нечетности и по четности).
Разложение этой функции по синусам было нами получено в § 5:
Для того чтобы найти разложение в ряд по косинусам, вычислим интегралы
Таким образом другое интересующее нас разложение будет иметь вид
Как и в случае примера из § 9, сходимость этого ряда — равномерная на всем сегменте
.