"푸리에 급수"의 두 판 사이의 차이

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<h5 style="line-height: 3.428em; margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; color: rgb(34, 61, 103); font-family: 'malgun gothic', dotum, gulim, sans-serif; font-size: 1.166em; background-image: ; background-color: initial; background-position: 0px 100%;">메모</h5>
 
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<math>b_n = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^\pi f(x) \sin(nx)\, dx, \quad n \ge 1</math>
+
<math>\hat{f}(n) = \frac{1}{2\pi}\int_{-\pi}^\pi f(x) e^{inx}\, dx</math>
 +
 
 +
<math>f(x)=\sum_{n=-\infty}^{\infty}\hat{f}(n)e^{inx}</math>
  
 
 
 
 

2012년 8월 26일 (일) 05:15 판

이 항목의 스프링노트 원문주소

 

 

개요
  • 주어진 함수의 삼각함수를 이용한 급수표현
  • 열방정식을 푸는 과정에서 푸리에가 발견

 

 

 

정의
  • \(2\pi\)를 주기로 가지는 함수 \(f\)
  • 푸리에 계수의 정의
    \(a_n = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^\pi f(x) \cos(nx)\, dx, \quad n \ge 0\)
    \(b_n = \frac{1}{\pi}\int_{-\pi}^\pi f(x) \sin(nx)\, dx, \quad n \ge 1\)
  • 푸리에 급수
    \(f(x)\sim \frac{a_0}{2} + \sum_{n=1}^\infty \, [a_n \cos(nx) + b_n \sin(nx)]\)

 

 

 

예1
  • \(f(x)=x\), \(-\pi < x < \pi\)
    \(f(x)\sim2\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n+1}}{n} \sin(nx)\)
  • \(f(x)=\frac{\pi-x}{2}\),\(0 < x \leq \pi\)
    \(f(x) \sim \sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n}\sin n x\)
  • \(f(x)=x^2\), \(-\pi < x < \pi\)
    \(f(x)\sim \frac{\pi^2}{3}+4\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n}}{n^2} \cos(nx)\)

 

 

 

예2
  • 로그감마 함수
    \(\log\Gamma(x)=\log\sqrt{2\pi}-\frac{1}{2}\log(2\sin\pi x)+\frac{1}{2}(\gamma+2\log\sqrt{2\pi})(1-2x)+\frac{1}{\pi}\sum_{n=1}^{\infty}\frac{\log n}{n}\sin 2\pi nx\)

 

 

역사

 

 

메모

\(\hat{f}(n) = \frac{1}{2\pi}\int_{-\pi}^\pi f(x) e^{inx}\, dx\)

\(f(x)=\sum_{n=-\infty}^{\infty}\hat{f}(n)e^{inx}\)

 

 

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