Разложение в ряд Фурье функций произвольного периода
Разлагать в ряд Фурье можно и периодические функции с периодом, отличным от 2π.
Пусть функция , определенная на отрезке
имеет период 2e
, где e – произвольное положительное число) и удовлетворяет на этом отрезке условиям Дирихле. Сделав подстановку
, данную функцию
преобразуем в функцию
, которая определена на отрезке
и имеет период
. Действительно, если
, то
, если
, то
и при
имеем
, т.е.
. Разложение функции
в ряд Фурье на отрезке
имеет вид
, где
(
),
(
).
Возвращаясь к переменной и заметив, что
,
, получим
, где
(
) ,
(
).
Полученный ряд с коэффициентами, вычисляемые по выше записанным формулам, называется рядом Фурье для функции с периодом
.
Все теоремы, имеющие место для рядов Фурье 2π-периодических функций, остаются в силе и для рядов Фурье функций, период которых . В частности, если
на отрезке
четная, то ее ряд Фурье имеет вид
, где
,
,
Если
- нечетная функция, то
, где
,
Пример. Разложить функцию на интервале
в ряд Фурье.
Данная функция нечетная, удовлетворяет условиям Дирихле. По полученным только что формулам при получаем
, где
,
Вычислим
:
,
Таким образом,
, для
.