Sin i Cos

Definicja szeregów liczbowych, kryteria zbieżności szeregów. Suma szeregu i iloczyn Cauchy'ego szeregów. Iloczyny nieskończone.
Awatar użytkownika
mol_ksiazkowy
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 11415
Rejestracja: 9 maja 2006, o 12:35
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 3155 razy
Pomógł: 748 razy

Sin i Cos

Post autor: mol_ksiazkowy »

:arrow: Czy można całkować \(\displaystyle{ \sin(x) + \frac{\sin(2x)}{2}+ ... \frac{\sin(3x)}{3}+.... = \frac{\pi - x}{2}}\) dla \(\displaystyle{ 0<x<2\pi}\) aby otrzymać /i w jakim przedziale/ \(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\cos(2\pi nx)}{n^2} = (x^2-x+ \frac{1}{6} )\pi^2}\) :?: :arrow:
Awatar użytkownika
Janusz Tracz
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 4076
Rejestracja: 13 sie 2016, o 15:01
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: hrubielowo
Podziękował: 80 razy
Pomógł: 1395 razy

Re: Sin i Cos

Post autor: Janusz Tracz »

Można całkować lewą stronę wyraz po wyrazie bo z twierdzenia Fejéra

Kod: Zaznacz cały

https://pl.wikipedia.org/wiki/Twierdzenie_Fej%C3%A9ra#Zastosowania
szereg Fouriera jest jednostajnie zbieżny do swojej sumy \(\displaystyle{ [x\mapsto(\pi-x)/2]\in\mathcal{C}^{1}(0,2\pi)}\). Wzór \(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{\infty} \cos(2\pi nx)/n^2 = (x^2-x+ 1/6 )\pi^2}\) jest więc prawdziwy na \(\displaystyle{ (0,1)}\), choć łatwo widać, że krańce też można domknąć. Poza tym można łatwo zmodyfikować prawą stronę przesuwając parabole aby wzór był prawdziwy dla dowolnego przedziału \(\displaystyle{ [n,n+1]}\).

Inaczej. Patrząc na to z punktu logiki można powiedzieć, że nie zależnie czy całkować można, czy nie, to i tak implikacja będzie prawdziwa bo wzór
\(\displaystyle{ \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\cos(2\pi nx)}{n^2} = \big(x^2-x+ \frac{1}{6} \big)\pi^2 }\)
jest poprawny; w \(\displaystyle{ x^2-x+1/6}\) dopatrzeć się można wielomianu Bernoullego \(\displaystyle{ B_2}\). Takie wielomiany mają charakteryzacje daną szeregami Fouriera

Kod: Zaznacz cały

https://en.wikipedia.org/wiki/Bernoulli_polynomials#Fourier_series
\(\displaystyle{
B_{n}(x)=-2n!\sum _{k=1}^{\infty }{\frac {\cos \left(2k\pi x-{\frac {n\pi }{2}}\right)}{(2k\pi )^{n}}}.}\)
ODPOWIEDZ