Материал: Ряды Фурье. методические указания для организации самостоятельной работы по курсу Высшая математика. Пантелеев И.Н

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Вариант 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

+ x

, −

π ≤ x < 0

 

 

 

1.

Разложить функцию

f (x) =

−

 

2

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− x

,

0 ≤ x

≤π

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

в ряд Фурье на (-π; π).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, ( а – нецелое число), в ряд

2. Разложить функцию f(x)= cos ax

Фурье по синусам на интервале (0; π).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Разложить функцию

f(x)=

0 , − 2 < x < 0

в ряд Фурье на

 

 

 

 

 

0 ≤ x < 2

интервале (-2; 2).

 

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ,

 

 

 

0 ≤ x ≤3 / 2

 

 

 

 

4.

Разложить функцию

f(x)=

 

 

 

 

 

в

ряд

по

косинусам на отрезке[0; 3].

 

x −3 / 2 , 3 / 2 < x ≤3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Разложить функцию

f(x)=

0 , −π ≤ x ≤ 0

в

ряд

 

Фурье

в

e−x

,

 

 

0 < x ≤π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

комплексной форме на отрезке [-π; π].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 4

 

− x

,

 

 

−π < x < 0

 

 

 

 

 

1.

Разложить функцию

f (x) =

 

 

в ряд Фурье на

 

3 x

,

 

 

0 ≤ x <π

(-π; π).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x , 0 ≤ x ≤π / 2

 

 

 

 

2.

Разложить функцию

f (x) =

 

 

в

ряд

по

 

/ 2 , π / 2 < x ≤π

синусам на [0; π].

 

 

π

 

 

 

3. Разложить функцию f(x)= x - 5

 

в ряд Фурье на (-2; 2).

 

4.

 

1 , 0 < x <1

в ряд по косинусам

Разложить функцию f(x)=

 

 

 

 

 

 

 

 

на интервале (0; 2).

0 , 1 ≤ x < 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Разложить функцию f(x)= cos x

 

в ряд Фурье в комплексной

форме на интервале (-π; π).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

Вариант 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Разложить функцию f(x) = x + x в ряд Фурье на [-π; π].

2.

Разложить функцию

 

 

 

x ,

 

 

0 ≤ x <π / 2

 

f (x) =

π − x , π / 2 ≤ x ≤π

 

 

 

 

 

в ряд по синусам на [0; π].

x +1/ 2 ,

−1

< x < 0

 

3.

Разложить функцию

f (x) =

в ряд Фурье

 

1/ 2 − x , 0 ≤ x <

1

 

на (-1; 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πx

, 0 < x <

3

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

4.

Разложить функцию

f(x)=

 

 

3

 

2 в ряд по

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ,

 

≤ x <3

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

косинусам на интервале (0; 3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Разложить функцию f(x)= е 2x

в ряд Фурье в комплексной

форме на интервале (-1/2; 1/2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π x

 

,

−π ≤ x ≤ 0

 

1.

Разложить функцию

f (x) =

 

 

 

4

 

в ряд Фурье

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π(π − x)

, 0

< x ≤π

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

на [-π; π].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Разложить функцию f(x)= sin

 

в ряд по косинусам на (0; π).

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Разложить функцию

f(x)=

0 , −3 < x < 0

 

в ряд Фурье на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интервале (-3; 3).

 

1 , 0 ≤ x <3

 

 

 

 

 

 

 

 

x ,

0 ≤ x <1

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

в ряд по синусам

Разложить функцию f(x)=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на отрезке [0; 2].

x − 2 , 1 ≤ x ≤ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Разложить функцию f(x)= е x

в ряд Фурье в комплексной

форме на интервале (-π;π).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

Вариант 7

x ,

−π ≤ x ≤ 0

 

1. Разложить функцию

в ряд Фурье на

f (x) =

0 < x ≤π

 

π ,

 

[-π; π].

2. Разложить функцию f(x)= sin ax в ряд Фурье по косинусам на [0; π], ( а – нецелое число).

1 , −1 ≤ x < 0

3. Разложить функцию f (x) = 1/ 2 , x = 0 в ряд Фурье на

x , 0 < x ≤1

[-1; 1].

4.

− x ,

0 ≤ x <1

в ряд по

Разложить функцию f(x)=

 

 

x − 2 , 1 ≤ x ≤ 2

 

косинусам на отрезке [0; 2].

5. Разложить функцию f(x)= sh x в ряд Фурье в комплексной форме на интервале (-π; π).

Вариант 8

 

 

 

 

0 ,

−π ≤ x ≤ 0

 

1. Разложить функцию

 

 

в ряд Фурье на

f (x) = π x

, 0 < x ≤π

 

 

 

[-π; π].

4

 

 

 

 

 

2.Разложить функцию f(x) = π −42x в ряд по синусам на [0; π].

3.Разложить функцию f(x)= 2 x – 3 в ряд Фурье на (-3; 3).

 

 

 

 

 

0 ,

 

0 ≤ x

≤

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Разложить

функцию

f(x)=

 

2

 

в

ряд

по

 

 

l

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −

 

,

 

< x ≤l

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

косинусам на отрезке [0; l].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 , − 2 < x ≤ −1

 

 

 

 

 

5.

Разложить

функцию

 

1 ,

−1 < x <1

 

в ряд

Фурье

в

f(x)=

 

 

 

 

 

0 ,

1 ≤ x < 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

комплексной форме на интервале (-2; 2).

47

Вариант 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x

 

+1 , −π

≤ x ≤ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

1.

Разложить

f (x) =

 

2 x

 

 

 

 

в ряд Фурье на [-π; π].

 

 

 

1 −

 

, 0 < x

≤π

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

3 x

 

≤ x ≤

π

 

 

 

 

 

 

 

1

 

, 0

 

2.

Разложить

функцию

 

f (x) =

π

3 в ряд по

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ,

 

< x ≤π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

косинусам на [0; π].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Разложить функцию f(x)= 5 x - 1

в ряд Фурье на (-5; 5).

4.

Разложить функцию f(x)=

0

,

 

0 ≤ x ≤ 2

в ряд по синусам

 

− 4 , 2 < x ≤ 4

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

на отрезке [0; 4].

5. Разложить функцию f(x)= sin ax в ряд Фурье в комплексной форме на интервале (-π; π), ( а – нецелое число).

Вариант 10

1.

Разложить

π ,

−π ≤ x <

0

 

в ряд Фурье на [-π; π].

f (x) =

 

 

 

 

 

π − x , 0 ≤ x ≤π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ≤ x ≤

π

 

 

 

 

x ,

2

 

2.

Разложить

функцию

f (x) =

π

 

π

 

в ряд по

 

 

 

 

,

< x ≤π

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

косинусам на [0; π].

 

 

x − 2 , −1 < x < 0

 

3.

Разложить функцию f(x)=

 

 

в ряд Фурье на

0 , x = 0

 

 

 

x + 2 , 0 < x <1

 

 

 

 

 

(-1; 1).

4.Разложить функцию f(x)= e x в ряд по косинусам на интервале (0; ln2).

5.Разложить функцию f(x)= x sin x в ряд Фурье в комплексной

форме на интервале (-π; π).

48

Вариант 11

0 , π ≤ x

1. Разложить f (x) = 2

cos x , x

2. Разложить функцию f (x) =

на [0; π].

3. Разложить функцию f(x)=

(-1; 1).

 

 

≤π

в ряд Фурье на [-π; π].

 

 

 

<

π

 

 

2

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 , 0 ≤ x ≤

 

 

 

2

в ряд по синусам

 

1

 

π

 

 

,

< x

≤π

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

x ,

−1 < x < 0

 

в ряд Фурье на

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1 , 0 ≤ x <1

 

4.

2x −3 , 3 / 2 ≤ x ≤3

в ряд по

Разложить функцию f(x) =

0 ,

0 ≤ x <3 / 2

 

 

 

синусам на отрезке [0; 3].

5. Разложить функцию f(x)= sin x в ряд Фурье в комплексной форме на интервале (-π; π).

Вариант 12

− 2x ,

−π ≤ x ≤ 0

 

1. Разложить

в ряд Фурье на [-π;π].

f (x) =

3x ,

0 < x ≤π

 

 

 

2.Разложить функцию f(x) = x (π - x) в ряд по синусам на (0; π).

3.Разложить функцию f(x)= 4 – 2 x в ряд Фурье на (-4; 4).

 

 

 

5

 

− x ,

0 ≤ x <

5

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

2

 

2 в ряд по

Разложить функцию f(x)=

 

 

5

 

 

 

 

0 ,

≤ x ≤5

 

 

2

косинусам на отрезке [0; 5].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1 ,

−π

< x < 0

 

 

5.

 

 

1/ 2 , x = 0

в ряд Фурье в

Разложить функцию f(x)=

 

 

 

2 ,

0 < x <π

 

 

 

 

 

 

комплексной форме на интервале (-π;π).

49

Источник: https://studfile.net/preview/16564480/