对f(x)做周期为2π的奇拓展,将f(x)拓展为实数域上的奇函数,由狄利克雷定理可知f(x)可以拓展为傅里叶级数。
设f(x)=a_{0}+ Sigma(a_{n}cosnx)+Sigma(b_{n}sinnx);(Sigma从1到无穷求和)
两边乘以cosnx,在(-π,π)上求定积分可得a_{n}=0;
等式两边在(-π,π)上求定积分可得a_{0}=0;
两边乘以sinnx,在(-π,π)上求定积分可得b_{n}=(-1)^{n+1}2/n;
最后一步的计算过程中(sinnx)^2在(0,π)上的定积分为π/2;
xsinnx在(0,π)上的定积分为}=(-1)^{n+1}π/n。
傅里叶级数来源:
法国数学家J.-B.-J.傅里叶在研究偏微分方程的边值问题时提出。从而极大地推动了偏微分方程理论的发展。在中国,程民德最早系统研究多元三角级数与多元傅里叶级数。
他首先证明多元三角级数球形和的唯一性定理,并揭示了多元傅里叶级数的里斯- 博赫纳球形平均的许多特性。傅里叶级数曾极大地推动了偏微分方程理论的发展。在数学物理以及工程中都具有重要的应用。