Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Числовые и степенные ряды. Ряды Фурье

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
972.67 Кб
Скачать

8.29

x arctg

x.

8.30

 

1

 

.

 

 

 

 

 

3 8 + x3

8.31

x sh

x.

8.32

 

e

x2

 

 

 

2

.

Задача 9. Представить интеграл в виде ряда по степеням х.

9.1

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.2

 

x

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 ex2 dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

3

1 + x

3

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

9.3

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.4

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

arctgx dx.

 

 

cos(x3 )dx.

 

0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.5

x 5

1+ x4 1

 

9.6

x ln (1 + x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.7

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.8

 

x

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ x5 dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

3

1

+ x

4

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

9.9

 

x sin (x2 )

 

 

 

 

 

9.10

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

x sin (x

 

 

)dx.

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.11

x

3 1+ x3

1

dx.

9.12

x

arctg(x2 )

dx.

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

9.13

 

x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.14

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

ex4 dx.

 

 

 

 

4

1

+ x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.15

 

x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.16

x

 

 

 

 

 

 

 

(1 + x2 )dx.

 

 

 

 

 

 

dx.

 

x6 ln

 

 

5

1

+ x

5

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.17

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.18

 

 

 

 

 

x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2x cos(x2 )dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

e

 

 

 

 

 

 

9.19

 

x

1 ex2

 

 

 

 

 

 

 

 

9.20

x

 

arctg(x2 )

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.21

x

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.22

x

x arctg (

 

 

x )dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

x

 

 

 

3

27 + x

3

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

121

9.23

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

9.24

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

e3x2 dx.

 

 

 

sh (x2 )dx.

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

9.25

 

x

 

 

 

 

(x

 

 

)dx.

9.26

x

 

x arctgx

 

 

 

cos

2

2

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

9.27

 

xsin2 (x2 )dx.

9.28

 

 

 

x ex 1 dx.

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

x

 

 

9.29

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

x

9.30

 

 

x

1

cosx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

x

ln

1

+

 

 

dx.

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

0

 

 

 

 

9.31

 

x

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

9.32

 

x

x sinx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

dx.

 

 

3

8 + x

3

 

 

 

 

x

3

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

Задача 10. Вычислить приближенно с указанной степенью точности δ. Предварительно ввести функцию f (x) и разложить её в степенной ряд.

10.1

3 68,

 

δ = 103.

10.2

ch0,3,

δ = 104.

10.3

 

 

4 e,

 

δ = 104.

10.4

 

ln1,1,

δ = 103.

10.5

 

cos1° ,

δ = 104.

10.6

 

 

5 e,

δ = 104.

10.7

 

 

ln2,

 

δ = 103.

10.8

 

 

ln3,

δ = 103.

10.9

 

 

e,

 

δ = 103.

10.10

 

ln5,

δ = 104.

10.11

 

 

e1 ,

 

δ = 103.

10.12

4 90,

δ = 103.

10.13

1

 

 

δ = 10

3

10.14

1

 

 

δ = 10

3

 

 

 

 

,

 

 

.

 

 

 

 

 

,

.

 

 

 

3 e

 

 

 

3 30

10.15

 

 

e2 ,

 

δ = 103.

10.16

6 738,

δ = 103.

10.17

 

 

3 e,

 

δ = 103.

10.18

 

ln10,

δ = 103.

10.19

cos10° ,

δ = 104.

10.20

sin1° ,

δ = 104.

10.21

1

 

 

δ = 10

3

10.22

1

 

 

δ = 10

3

 

 

 

,

.

 

 

 

 

,

 

.

 

7 136

 

 

e

 

122

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.23

3 1,3,

δ = 103.

10.24

arctg (0,5),

δ = 103.

10.25

3 80,

δ = 103.

10.26

3 1,06,

δ = 104.

10.27

3 8,36,

δ = 103.

10.28

arctg (0,2),

δ = 103.

10.29

5 250,

δ = 103.

10.30

ln0,98,

δ = 104.

10.31

5 e2 ,

δ = 103.

10.32

27,

δ = 103.

Задача 11. Вычислить интеграл с точность до 0,001.

11.1

0,2 ln 1+ x2

 

 

 

 

11.2

 

0,25

x2

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)

 

dx.

 

 

e

 

 

dx.

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.3

1,5

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

11.4

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

e5x2 dx.

 

3

27 + x

3

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

11.5

0,1 ln

(1+ 2x)

 

11.6

0,5

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

cos

 

 

 

dx.

 

0

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.7

0,1

 

 

 

 

(100x2 )dx.

11.8

1

 

 

 

 

 

 

sin

 

3 x cos(x2 )dx.

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

11.9

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.10

0,5 3 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e 25

 

dx.

 

x

2

arctgxdx.

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.11

 

0,5

sinx dx.

11.12

0,25

(x2 )dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

 

0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

11.13

1

 

 

 

 

 

 

 

x dx

11.14

13

arctgx

2

 

ln 1

+

 

 

 

 

 

x .

 

 

dx.

 

5

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

x

 

 

11.15

0,5 arctgx3

dx.

11.16

0,1

 

 

 

2

)dx.

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

cos(x

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

11.17

0,1

 

ln

(1+ 4x)

 

 

11.18

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

cos(

4x2 )dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

123

11.19

0,5

 

 

1

 

 

 

 

11.20

4

 

 

5

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

sin

 

x dx.

 

4

1

+ x

4

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

2

 

 

 

 

11.21

 

0,2

 

 

 

 

 

11.22

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e3x2 dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

dx.

 

 

 

 

 

3

 

64 + x

3

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

11.23

0,2

 

 

 

25x2 )dx.

11.24

0,1

1e

2 x

 

 

sin (

 

 

 

 

 

dx.

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

x

 

 

 

 

 

 

11.25

 

0,4

 

3

2

 

 

 

11.26

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e4 x

dx.

 

 

 

 

e2 x2 dx.

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

11.27

 

0,5

 

 

 

 

 

 

11.28

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e0,4 x2 dx.

 

 

 

1 + x3 dx.

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

11.29

0,5

 

 

 

 

 

 

 

11.30

0.2

1 e

x

dx.

 

 

sin (4x2 )dx.

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

x

 

 

 

 

 

 

11.31

0,5

 

 

 

 

 

2

 

 

11.32

0,4

 

 

 

 

 

x dx

 

 

arctg(x

 

)dx.

 

ln 1 +

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

2

x

 

Задача 12. Применяя метод последовательных дифференцирований, найти n членов разложения в степенной ряд решения дифференциального уравнения при заданных начальных условиях.

 

 

 

 

 

 

 

 

12.1

 

 

 

y′ = arcsiny + x,

 

y (0) = 0,5,

n = 4.

12.2

 

 

 

y′ = 4 y 2xy2 + e3x ,

y (0) = 2,

n = 4.

12.3

 

 

 

y′ = x y + ln (x + y),

y (1) = 0,

n = 5.

12.4

 

′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

y

 

 

 

) + x,

 

 

 

(0) = 3

, n = 5.

 

 

= y cos( y

y (0) = 1, y

12.5

 

 

 

 

 

y′ = x + y1,

 

y (0) = 1,

n = 5.

 

12.6

 

y′′ = x2 + y2 ,

y (1) = 2, y(1) = 0,5,

n = 7.

12.7

 

 

 

 

 

y′ = 2x + cosy,

y (0) = 0, n = 5.

 

12.8

 

 

′′

 

y

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

y

= e

 

 

), y

(

π)

(π) = 2 ,

n = 5.

 

 

 

 

sin ( y

= 1, y

124

12.9

 

 

 

 

yy′ − y = 1x2 ,

y (0) = 1,

n = 5.

 

12.10

y′′ = ( y)2 + x y,

 

y (0) = 4, y(0) = −2,

n = 5.

 

 

 

 

 

12.11

y′ + y cosx 3ex y2 sinx = 0,

 

y (0) = 1,

n = 4.

12.12

xyy′′ = xy′ − y,

y (1) = 1,

y(1) = 0,

n = 6.

12.13

y′ − y cos2 x + y2 sinx ln ( x + 1) = 0,

y (0) = 3, n = 4.

12.14

y

′′

= x y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(0) = 1, n = 6.

 

 

y , y (0) = 1, y

 

12.15

2y′ − (x + y) y ex

= 0,

 

y (0) = 2,

n = 4.

12.16

y′′′ = y′′ + ( y)2 + y3 + x,

 

y (0) = 1, y(0) = 2, y′′ (0) = 0,5, n = 6.

12.17

y′′ = y y′ − x2 ,

 

y (0) = y(0) = 1,

n = 5.

12.18

 

 

 

 

y′ = x2 y + y3 ,

y (0) = 1,

n = 4.

 

12.19

y

′′

= x sin ( y

),

y (1) =

 

 

y

 

π

n = 5.

 

0,

= 2 ,

 

 

 

 

12.20

 

 

 

 

 

y′ = x + 2 y2 ,

 

y (0) = 0,

n = 2.

 

12.21

 

 

y

′′

= x

 

 

 

 

 

 

 

(0) = 1, n = 5.

 

 

 

 

 

y , y (0) = y

 

 

12.22

y′′ − x y2

= 0,

y (0) = y(0) = 1, n = 4.

12.23

y y′′ + y′ + y = 0,

 

y (0) = 1,

 

y(0) = 0, n = 6.

12.24

 

 

 

 

 

y′ = 2x y,

 

y (0) = 2,

 

n = 6.

 

12.25

y′′ + y y′ = 2,

 

 

y (0) = 0, y(0) = 0,

n = 4.

12.26

 

 

 

 

 

y′ = y2 + x,

 

y (0) = 1,

 

n = 5.

 

 

12.27

y′′ − x2 y = 0,

 

y (0) = 1, y(0) = 1,

n = 5.

12.28

y′′ = x y′ + y + 1,

 

y (0) = 1,

 

y(0) = 0, n = 5.

12.29

 

 

 

 

 

y′ = x2 + y2 ,

 

y (0) = 1,

n = 5.

 

12.30

 

 

 

 

3

 

2

 

 

1

 

x

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

y

= y y 5 e , y (0) = 2 , n = 4.

 

 

 

12.31

y′′ = x + y2 ,

 

 

y (0) = 0,

 

y(0) = 1, n = 4.

12.32

 

 

y′′ = e2 x ,

 

y (0) = 0, y(0) = 1, n = 5.

125

Задача 13. Применяя метод неопределённых коэффициентов, найти общее решение дифференциального уравнения в виде ряда по степеням x.

 

 

 

 

13.1

y′′ − x y′ + y = 0,

y (0) = −1,

y(0) = 0.

 

 

 

 

 

13.2

y′′ − x2 y = 0,

 

y (0) = 0,

y(0) = 1.

13.3

y′′ = x2 y,

y (0) = 1, y(0) = 0.

13.4

y′′ + x y′ + y = 0,

y (0) = 1, y(0) = 0.

 

 

 

 

13.5

y′′ + x y′ + y = 0,

y (0) = 0,

y(0) = 1.

 

 

 

13.6

y′′ − x y′ − 2 y = 0, y (0) = 1,

y(0) = 0.

 

 

 

 

13.7

y′′ = x y′ + 2y,

y (0) = 0,

y(0) = 1.

 

 

 

 

13.8

y′′ + x2 y = 0,

y (0) = 1,

y(0) = 0.

13.9

y′′ + x2 y = 0,

 

y (0) = 0,

y(0) = 1.

13.10

y′′ = x y,

y (0) = 0, y(0) = 1.

 

 

 

 

 

13.11

y′′ − x y = 0,

 

y (0) = 1,

y(0) = 0.

 

 

 

 

13.12

y′′ − 2x y′ − 4y = 0,

y (0) = 0,

y(0) = 1.

 

 

 

 

 

13.13

y′′ = 2(x y′ + 2 y),

y (0) = 0,5,

 

y(0) = 0.

 

 

 

 

 

13.14

(1 x2 ) y′′ − x y′ = 0,

y (0) = 1,

 

y(0) = 0.

13.15

(1 x2 ) y′′ = x y,

y (0) = 0,

y(0) = 1.

 

 

 

 

13.16

(1 + x2 ) y′′ + 2x y′ = 0,

y (0) = 1,

y(0) = 0.

13.17

(1 + x2 ) y′′ + 2x y′ = 0,

y (0) = 0,

y(0) = 1.

 

 

 

 

13.18

y′′ + 2x y = 0,

y (0) = 1,

y(0) = 0.

 

 

 

 

13.19

y′′ + 2x y = 0,

y (0) = 0,

y(0) = 1.

 

 

 

 

13.20

(1x) y′′ + x y′ − y = 0,

y (0) = 1,

y(0) = 1.

 

 

 

 

13.21

(1x) y′′ + x y′ = y,

y (0) = 1,

y(0) = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

126

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.22

(1 x2 ) y′′ − 2x y′ + 2 y = 0,

 

y (0) = 0,

y(0) = 1.

 

 

 

 

13.23

(1 x2 ) y′′ − 2x y′ + 2 y = 0,

y (0) = 1,

y(0) = 1.

 

 

13.24

y′′′ − y x = 6, y (0) = y(0) = y′′ (0) = 1.

 

 

 

 

13.25

y′′′ = x y′ + y,

y (0) = 1,

y(0) = 0, y′′(0) = 0.

 

 

 

 

13.26

y′′′ − x y′ = y,

y(0) = 0,

y(0) = 1, y′′(0) = 0 .

 

 

 

 

13.27

y′′′ − x y′ − y = 0,

y (0) = 0,

y(0) = 0, y′′ (0) = 1 .

 

 

 

 

13.28

y′′′ − x2 y′′ − x y′ − y = 0,

y (0) = 1,

y(0) = 0, y′′ (0) = 0.

13.29

y′′′ − x2 y′′ − x y′ − y = 0,

y (0) = 0,

y(0) = 1, y′′(0) = 0.

13.30

(1 x2 ) y′′ − 4x y′ − 2 y = 0,

 

y (0) = 1,

y(0) = 0.

 

 

 

13.31

y′′′ = x2 y′′ + x y′ + y,

y (0) = 0, y(0) = 0, y′′(0) = 1.

13.32

(1 x2 ) y′′ = 4x y′ + 2 y,

 

y (0) = 0, y(0) = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3. Ряды Фурье

Задача 1. Построить график функции f (x) на промежутке [−π;π) и её периодическое продолжение на всю числовую ось. Раз-

ложить в ряд Фурье 2π-периодическую функцию f (x) . Найти сумму

S(x) ряда Фурье на всей числовой оси и в точках разрыва функции. С помощью полученного разложения найти сумму S числового ряда:

 

1

1

+ 1

1 + … + (1)n+1

1

 

+ … .

 

3

2n 1

 

 

 

5

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1

f ( x) = 3,

 

−π ≤ x < 0,

1.2

 

f ( x) = 3, −π ≤ x < 0,

 

 

 

 

 

0,

 

0 x < π.

 

 

 

 

1,

0 x < π.

1.3

f ( x) = 3,

 

−π ≤ x < 0,

1.4

 

f ( x) = 1,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

 

 

2,

 

0 x < π.

 

 

 

 

2,

0 x < π.

127

1.5

f ( x) = 1,

−π ≤ x < 0,

1.6

f ( x) = 1,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

3,

0 x < π.

 

4,

0 x < π.

1.7

f ( x) = 2,

−π ≤ x < 0,

1.8

f (x) = 0,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

5,

0 x < π.

 

2,

0 x < π.

1.9

f ( x) = 3,

−π ≤ x < 0,

1.10

f (x) = 5,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

1,

0 x < π.

 

2,

0 x < π.

1.11

f ( x) = 2,

−π ≤ x < 0,

1.12

f ( x) = 3,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

1,

0 x < π.

 

1,

0 x < π.

1.13

f ( x) = 4,

−π ≤ x < 0,

1.14

f ( x) = 5,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

1,

0 x < π.

 

1,

0 x < π.

1.15

f (x) = 2,

−π ≤ x < 0,

1.16

f (x) = 0,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

1,

0 x < π.

 

3,

0 x < π.

1.17

f (x) = 1,

−π ≤ x < 0,

1.18

f ( x) = 3,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

2,

0 x < π.

 

4,

0 x < π.

1.19

f ( x) = 4,

−π ≤ x < 0,

1.20

f ( x) = 2,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

1,

0 x < π.

 

4,

0 x < π.

1.21

f (x) = 0,

−π ≤ x < 0,

1.22

f ( x) = 1,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

5,

0 x < π.

 

5,

0 x < π.

1.23

f ( x) = 4,

−π ≤ x < 0,

1.24

f ( x) = 4,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

2,

0 x < π.

 

3,

0 x < π.

1.25

f (x) = 2,

−π ≤ x < 0,

1.26

f (x) = 1,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

4,

0 x < π.

 

4,

0 x < π.

1.27

f ( x) = 1,

−π ≤ x < 0,

1.28

f (x) = 4,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

5,

0 x < π.

 

1,

0 x < π.

1.29

f (x) = 2,

−π ≤ x < 0,

1.30

f (x) = 1,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

6,

0 x < π.

 

4,

0 x < π.

1.31

f (x) = 4,

−π ≤ x < 0,

1.32

f (x) = 5,

−π ≤ x < 0,

 

 

 

0,

0 x < π.

 

0,

0 x < π.

128

 

 

 

 

 

Задача 2. Построить график функции f (x) на промежутке [l;l) и её периодическое продолжение на всю числовую ось. Раз-

ложить в ряд Фурье 2l-периодическую функцию f (x) . Найти сумму S(x) ряда Фурье на всей числовой оси и в точках разрыва функции.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1

f ( x) = 2x,

2 x < 0,

2.2

f ( x) = x + 3,

3 x < 0,

 

 

 

0,

0 x < 2.

 

0,

0 x < 3.

2.3

f ( x) =

0,

2 x < 0,

2.4

f ( x) = 2x + 2,

2 x < 0,

 

 

 

2x,

0 x < 2.

 

 

0,

0 x < 2.

2.5

f ( x) = 3x + 4,

4 x < 0,

2.6

f (x) = 3x,

3 x < 0,

 

 

 

 

0

0 x < 4.

 

0,

0 x < 3.

2.7

f (x) = x

+ 2,

2 x < 0,

2.8

f ( x) =

0,

3 x < 0,

 

 

 

0,

0 x < 2.

 

3x,

0 x < 3.

2.9

f ( x) = 3x + 8,

2 x < 0,

2.10

f (x) =

0,

2 x < 0,

 

 

 

 

0,

0 x < 2.

 

2 x,

0 x < 2.

2.11

f ( x) =

0,

3 x < 0,

2.12

f (x) =

0,

1 x < 0,

 

 

 

4x,

0 x < 3.

 

4x + 1,

0 x < 1.

2.13

f ( x) = 3x + 5,

1 x < 0,

2.14

f ( x) = 0,5x,

2 x < 0,

 

 

 

 

0,

0 x < 1.

 

 

0,

0 x < 2.

2.15

f (x) = x

+ 4,

4 x < 0,

2.16

f ( x) = 2x + 8,

3 x < 0,

 

 

 

0,

0 x < 4.

 

 

0,

0 x < 3.

2.17

f ( x) =

0,

3 x < 0,

2.18

f (x) = 0,5x,

2 x < 0,

 

 

 

3 x,

0 x < 3.

 

0,

0 x < 2.

2.19

f ( x) =

0,

3 x < 0,

2.20

f ( x) = 4x,

4 x < 0,

 

 

 

2x + 3, 0 x < 3.

 

0,

0 x < 4.

2.21

f ( x) = x + 5,

5 x < 0,

2.22

f (x) =

0,

4 x < 0,

 

 

 

0,

0 x < 5.

 

4 x,

0 x < 4.

2.23

f ( x) =

0,

3 x < 0,

2.24

f ( x) = 2x + 5,

2 x < 0,

 

 

 

3x + 4, 0 x < 3.

 

 

0,

0 x < 2.

 

 

 

 

 

 

 

129

2.25

f ( x) = x,

5 x < 0,

2.26

f ( x) = x + 1,

1 x < 0,

 

 

 

0,

0 x < 5.

 

0,

0 x < 1.

2.27

 

0,

5 x < 0,

2.28

x

 

 

 

 

f ( x) =

 

 

 

 

 

+ 2,

6 x < 0,

 

x,

0 x < 5.

 

3

 

5

 

f (x) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

0 x < 6.

 

 

 

 

 

 

 

2.29

4x + 7,

1 x < 0,

2.30

 

x

 

 

 

f ( x) =

 

 

 

f ( x) =

 

 

,

3 x < 0,

 

0,

0 x < 1.

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

0 x < 3.

 

 

 

 

 

 

 

2.31

f (x) = x

+ 6,

6 x < 0,

2.32

f ( x) =

 

0,

2 x < 0,

 

 

 

 

0,

0 x < 6.

 

2x + 1,

0 x < 2.

Задача 3. Разложить функцию f (x) , заданную на произволь-

ном промежутке, в неполные ряды Фурье по косинусам и по синусам. Доопределить функцию соответственно чётным или нечётным образом. Построить график функции и её периодическое продолжение. Найти сумму S(x) ряда Фурье на интервалах непрерывности функции и в точках разрыва.

3.1

f ( x) = 3

x, 0 x < 3,

3.2

f ( x) = x 3,

0 x < 3,

 

 

 

0,

3 x < 6.

 

0,

3 x < 6.

3.3

f ( x) = 2x, 0 x < 2,

3.4

f (x) =1

2

 

 

 

x , 0 x < 1.

 

0,

2 x < 4.

 

 

 

 

3.5

f ( x) =

0,

0 x < 3,

3.6

f (x) = 2 x, 0 x < 2,

 

 

 

x 3, 3 x < 6.

 

0,

2 x < 4.

3.7

f (x) = x

2,

0 x < 2,

3.8

f ( x) = 0,5x,

0 x < 3,

 

 

 

0,

2 x < 4.

 

0,

3 x < 6.

3.9

 

2

 

3.10

f (x) = 3x 3, 0 x < 1,

 

f (x) = 4 x , 0 x < 2.

 

 

 

 

 

 

 

0,

1 x < 2.

3.11

f ( x) = 3x, 0 x < 1,

3.12

f (x) = 9

2

 

 

 

x , 0 x < 3.

 

0,

1 x < 2.

 

 

 

 

130