Ряд Фурье для функций любого периода.
Теперь рассмотрим вопрос о разложении в тригонометрический ряд функции, период которой отличен от .
Пусть переодическую функцию с периодом , требуется разложить на отрезке длиной (для определенности на ). Предполагается, что на удовлетворяет условиям Дирихле.
Обозначим и, воспользовавшись свойством переодических функций, подберем такое значение , чтобы функция независимой переменной имела бы период . Если , то период будет равен т.к. . Следовательно, подстановкой , что означает сжатие или растяжение графика функции по , приводит исходную функцию с периодом к функции с периодом , удовлетворяющей условиям Дирихле на . Тогда ряд Фурье и коэффициенты Фурье для этой функции найдутся по формулам:
=
Перейдя к старой переменной и учитывая, что и , получим ряд Фурье:
=
(сходится к с периодом на )
В частном случае, если - четная с периодом , то ряд Фурье для нее получится в виде ряда по :
=
Если - нечетная с периодом , то она раскладывается в ряд Фурье по :
=
Пример. Разложить в ряд Фурье на .
Решение:
Функция нечетна и удовлетворяет условиям Дирихле, её можно разложить в ряд по . Подсчитаем коэффициенты ряда:
=
.
Ответ. .