§ 3. Интеграл Фурье для четных функций
Заметим, прежде всего, что при любом а
так что
Следовательно, если функция
абсолютно интегрируема на бесконечном промежутке
то несобственный интеграл
существует. В силу аналогичных причин существует при любом а и несобственный интеграл
Вспоминая, что
перепишем формулу (11.6) в следующем виде:
Предположим теперь, что функция
четная. Тогда четными должны быть все функции вида
и нечетными — все функции вида
Следовательно, в этом случае все несобственные интегралы (11.10) обращаются в нуль, а для каждого из несобственных интегралов (11.9) мы можем написать
Таким образом, в случае четной функции
формула (11.11) может быть переписана как
Пример. Разложить в интеграл Фурье четную функцию
где
(график функции
см. на рис. 14).
То, что функция
ограничена, абсолютно интегрируема в бесконечном промежутке и удовлетворяет условиям Дирихле в любом конечном сегменте, видно непосредственно.
Рис. 14.
Следовательно, требуемое разложение в интеграл Фурье существует. Для его нахождения вычислим
Таким образом, искомым разложением является
Эта формула справедлива для всех значений х, за исключением
этих двух исключительных точках интеграл Фурье принимает значение, равное 1/2.