Մաթ. Անալիզ/2-րդ կուրս/Եռանկյունաչափական շարքեր, եռանկյունաչափական շարքերի հատկությունները

Վիքիգրքերյից՝ ազատ հանրագիտարանից

[խմբագրել] Եռանկյունաչափական շարքեր: Եռանկյունաչափական շարքերի հատկությունները:

Սահմանում:

Հետևյալ տեսքի շարքը`


{{a_0 } \over 2} + \sum\limits_{n = 1}^\infty  {a_n \cos nx + b_n \sin nx}
,

որտեղ \left\{ {a_n } \right\}_{n = 0}^\infty  և \left\{ {b_n } \right\}_{n = 1}^\infty  թվային հաջորդականություններ են, կոչվում է եռանկյունաչափական շարք: Շարքի անդամները ստացվում են cosnx, sinnx ֆունկցիաները թվերով բազմապատկելով: Այս ֆունկցիաների հաջորդականությունը կոչվում է եռանկյունաչափական համակարգ:


Լեմմա:

Եռանկյունաչափական համակարգը ունի հետևյալ հատկությունները.

1. Օրթոգոնալության հատկություն:

ա) \int\limits_{ - \pi }^\pi  {\cos kx\cos mxdx = 0} ,     k \ne m,

բ) \int\limits_{ - \pi } ^\pi  {\cos kx\sin mxdx = 0} ,     \cos kx \ne \sin mx

գ) \int\limits_{ - \pi }^\pi  {\sin kx\sin mxdx = 0} ,     k \ne m:


2. Նորմավորվածության հատկություն:

ա) {1 \over \pi }\int\limits_{ - \pi }^\pi  {\cos ^2 kxdx = 1}  ,

բ) {1 \over \pi }\int\limits_{ - \pi }^\pi  {\sin ^2 kxdx = 1} :


Ապացույց:

1. ա) \int\limits_{ - \pi }^\pi  {\cos kx\cos mxdx = } {1 \over 2}\int\limits_{ - \pi }^\pi  {\left[ {\cos (k + m)x + \cos (k - m)x} \right]dx = } {1 \over 2}\left. {\left[ {{{\sin (k + m)x} \over {k + m}} + {{\sin (k - m)x} \over {k - m}}} \right]} \right|_{ - \pi }^\pi   = 0

2. ա) {1 \over \pi }\int\limits_{ - \pi }^\pi  {\cos ^2 kxdx = } {1 \over \pi }\int\limits_{ - \pi }^\pi  {{{1 + \cos 2kx} \over 2}dx = } {1 \over {2\pi }}\int\limits_{ - \pi }^\pi  {dx}  + \int\limits_{ - \pi }^\pi  {\cos 2kxdx}  = 1 + \left. {{{\sin 2kx} \over {4\pi k}}} \right|_{ - \pi }^\pi   = 1


--Ruben 12:41, 9 Փետրվար 2006 (UTC)