将f(x)=x^2(0≤x≤2)展开成正弦级数

如题所述

简单计算一下即可,答案如图所示

备注

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2016-05-13
先看展成正弦级数,先把f(x)延拓到区间(1,2],使得f(x)=2-x,x∈(1,2]
再把f(x)奇性延拓到区间[-2,0)上,使得f(x)=-f(-x),x∈[-2,0)
最后再把f(x)以周期为4延拓到整个实轴上去,令x=2t/π,记g(t)=f(x)=f(2t/π)
则g(t)是周期为2π的奇函数,所以an=0
bn=(∫(-π,π)g(t)sin(nt)dt)/π=(2/π)(∫(0,π)g(t)sin(nt)dt
=[8sin(nπ/2)]/(nπ)²,n=1,2,3....
即g(t)=∑bn(sin(nt))=>f(x)=g(t)=∑bn(sin(nt))=∑bn(sin(nπx/2)),x∈[0,1]

再看展成余弦级数,先把f(x)偶性延拓到区间[-1,0)上,使得f(x)=f(-x),x∈[-1,0)
最后再把f(x)以周期为2延拓到整个实轴上去,令x=t/π,记g(t)=f(x)=f(t/π)
则g(t)是周期为2π的偶函数,所以bn=0
an=(∫(-π,π)g(t)cos(nt)dt)/π=(2/π)(∫(0,π)g(t)cos(nt)dt
=2[(-1)^n-1]/(nπ)²,n=1,2,3.... 而a0=(2/π)(∫(0,π)g(t)cos(nt)dt=1
即g(t)=a0/2+∑an(cos(nt))=>f(x)=g(t)=1/2+∑an(cos(nt))=1/2+∑an(cos(nπx))
=1/2-4∑(cos(2n-1)πx)/[(2n-1)π]²,x∈[0,1]

以上∑都是n从1到∞求和本回答被网友采纳
第2个回答  2020-05-26
做奇延拓,bn=∫f(x)sin(nπx/2)dx=8*(-1)^(n+1)/(nπ)+16*((-1)^n-1)/(nπ)^3
f(x)=(8/π)∑{((-1)^(n+1))/n+2((-1)^n-1)/(n^3)/(π^2)}sin(nπx/n),x∈[0,2)