матан Бесов - весь 2012
.pdf[a, b]
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|
t2λ |
|
Jδ,n(x) |
1 |
! π CMα dt |
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CMα |
ln |
π |
. |
|
|||||||
π |
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λα |
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t |
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πλα |
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7 |
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δ |
|
|
|
δ |
|
|||||||
δ = |
|
||||||||||||||
n |
! "
# ! !
2π f
[−π, π]
[a , b ] f
f f
[a, b] (a , b )
$ % λ = λn = n + 12 2λπ δ [a −2δ, b + 2δ] [a , b ] x [a, b] & % " '
& ( α = 1
|
|
|
|
|
|
Iδ,n(x) 2δ max |f |. |
|
) |
||||||||||||
|
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|
|
|
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[a ,b ] |
|
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C |
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π |
|
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π |
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|
|
|
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1 |
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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Jδ,n(x) |
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|
|
|
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− f (u) |
du+ |
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πδ |
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|
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|
|
|
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|
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|
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π |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
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C2 |
|
|
|
|f (u)| du + 2π max |f | . |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−π |
||||||
|
|
|
|
|
|
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2πδ2λ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[a,b] |
||||||||||
% ε > 0 & δ = δ(ε) > 0 |
||||||||||||||||||||
* sup Iδ,n < |
|
ε |
|
n |
2π |
|
|
|
|
|
|
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δ |
|
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|
2 |
δ |
|
|||||||||||||||||
[a,b] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
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nδ N : sup Jδ,n < |
|
ε |
|
n nδ . |
./ |
||||||||||||
|
|
|
2 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
[a,b] |
|
|
|
|
|
- % ' ) ./ *
sup |Sn(x; f ) − f (x)| → 0 n → ∞,
x [a,b]
%
§ ! " #
0 * 1 2 3 "
% % * +
" # 3 f
% [a, b] * % 4 " 3 2 ε+ (a − ε, b + ε) 4 %
ε > 0
|
∞ |
|
|
5% 1 * |
sin kx |
||
k=1 |
k |
% |
|
|
|
|
. % [ε, 2π − ε] ε > 0
3 f (x) = π − x
2
- 1 ! % * +
" 33 3 67 +
α > 0 [a , b ]
§
#
A0 |
|
n |
|
|
|
||
|
|
+ |
Ak cos kx + Bk sin kx (An2 + Bn2 > 0) |
2 |
|||
|
|
|
k=1 |
%
n
f 2π
! ε > 0 " #
# T $
max |f (x) − T (x)| < ε.
x R |
|
|
|
$ % 8 ε > 0 |
τ = |
||
= {xj }jJ=0 9 % % [−π, π] xj |
= −π + j |
2π |
|
J |
3 3 f +
* (xj , f (xj )) 3 3 f % 0 % * * % ΛJ 2π+ * +
3 3 " [−π, π]
ΛJ
[−π, π]
f
|f (x ) − f (x )| < |
ε |
|
|x − x | |
2π |
, |
||||
|
|
||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
J |
||
J = J(ε) N |
|
|
|||||||
max |f (x) − ΛJ (x)| < |
ε |
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||||
x [−π,π] |
|
2 |
|
|
|
||||
! ΛJ "# "$ |
|||||||||
% ! & ' ΛJ |
R ( |
||||||||
& ) n = n(ε) |
|
|
|||||||
max |ΛJ (x) − Sn(x; ΛJ )| < |
ε |
. |
|
|
|||||
|
|
|
|||||||
x R |
|
2 |
|
|
|
* ' '
max |f (x) − Sn(x; ΛJ )| < ε,
x R
+
T (x) = Sn(x; ΛJ ).
$ +
& ,) -
1 f
[−π, π] f (−π) = f (π)
ε > 0
T
max |f (x) − T (x)| < ε.
−π x π
&
% -& -& f (−π) = f (π)
. $
T & /-) 0 & Sn(x; f ) / , ! & f 0 &
§ ! " # $
! & - '
& / - + ' & 0
f T + & σn(x; f ) /
f 0 -&1 n
σn(x; f ) = S0(x; f ) + S1(x; f ) + . . . + Sn(x; f ) n + 1
! &
!
|
f |
2π |
|
|
|
|
n → ∞. |
|
σn(x; f ) f (x) |
R
- &
! ' & !
! + , )% ,) -
! " 2π f
f (x) # #
2
% + & ' ' ) '
& ' &
' ' ' ' 3 ' )
4 ' ) 1 − 1 + 1 − 1 + . . .
' ' 12 ( )&, $ /5 1 0
+ & -+ ,- &,
' ) -
P
f
[a, b]
$% ε > 0 %
P
max |f (x) − P (x)| < ε.
a x b
[0, π]
[a, b]
x = a + |
b − a |
t, 0 t π, a x b, |
||||
|
||||||
|
|
π |
|
|
||
|
|
|
b − a |
|||
(t) = f a + |
t 0 t π |
|||||
f |
π |
f [−π, 0]
2π f ! "
# f R → R |
2π" |
|||
R $ |
% ε > 0 |
" |
||
% % T |
|
|
|
|
max |f (t) − T (t)| max |f (t) − T (t)| < |
|
ε |
. |
|
|
|
|||
0 t π |
t R |
2 |
& # cos kt sin kt ' T (t)(
R = +∞ ) "
* |
|
||
* + n = n(ε) |
|||
max |T (t) − Pn(t)| < |
|
ε |
, |
|
|
||
0 t π |
2 |
% Pn , % - ! # T
.
max |f (t) − Pn(t)| < |
ε |
|
+ |
ε |
|
= ε, |
|
2 |
2 |
||||||
0 t π |
|
|
' + x(
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x − a |
|
|
|
max |
f (x) − Pn |
π |
|
< ε. |
||
b − a |
|
|||||
a x b |
|
|
|
-
- / ! + "
[a, b]
f 2π
ak bk ! " #
$ %
|
|
∞ |
|
|
! |
π |
|
|
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+ (ak2 + bk2 ) |
|
1 |
|
|
|
|
|
f 2(x) dx. |
'$( |
||||
2 |
π |
|
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k=1 |
|
−π |
|
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f |
2π" |
" !"
! # ! # |
01 0 0 " |
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+ R & |
|
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a0 |
∞ |
|
|
|
|
|
|
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f (x) = |
|
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ak cos kx + bk sin kx. |
'0( |
2 |
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|
|
k=1 |
|
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2 '0( f (x) % "
' + ( "
3 ! '01$0( + *!! # "
&
|
|
∞ |
|
|
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π |
|
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a02 |
2 2 |
1 |
|
|
|
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|
2 |
|
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|
+ |
(ak + bk) = |
|
|
|
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(x) dx, |
'/( |
2 |
π |
|
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|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
% '$(
! # f "
ΛJ R → R , 2π"
! # [−π, π] "
3 4 01 /$ '% ! ! " # ΛJ % ! ! # f ( ak(f ) bk(f ) *!! # & ! # f
|
a02(ΛJ ) |
|
n |
|
! |
π |
|
||||
|
+ (ak2 (ΛJ ) + bk2 (ΛJ )) |
1 |
|
|
|
ΛJ2 (x) dx n N. |
|||||
2 |
π |
−π |
|||||||||
|
k=1 |
|
|
||||||||
|
n N J → ∞ |
||||||||||
ak(ΛJ ) → ak(f ), |
bk(ΛJ ) → bk(f ), |
||||||||||
|
|
|
|
! π |
! |
π |
|
|
|
||
|
|
|
|
ΛJ2 (x) dx → |
|
|
f 2(x) dx. |
||||
|
|
|
|
−π |
|
−π |
|
|
|
||
|
! J → ∞ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
! π |
|||||
|
|
|
a02(f ) |
n |
|
|
|
|
1 |
||
|
|
|
+ (ak2 (f ) + bk2 (f )) |
f 2(x) dx. |
|||||||
|
|
2 |
π |
||||||||
|
|
k=1 |
|
|
|
|
−π |
! n →
→∞ "
#$ %
& ' "
§ () ' * " (−π, π) +
! , "! ! %
2π f
|
a0 |
|
∞ |
|
|
|
|
f (x) = |
|
+ |
ak cos kx + bk sin kx |
2 |
|||
|
|
|
k=1 |
∞
f (x) −kak sin kx + kbk cos kx,
k=1
!
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) |
α0 |
+ |
αk cos kx + βk sin kx. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
π |
f (x) dx = |
|
1 |
|
[f (π) − f (−π)] = 0. |
|||||||||||
|
|
|
|
α0 = |
|
1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
π |
−π |
π |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
. , * |
|||||||||||||||||||||||
|
1 |
! π |
(x) cos kx dx = |
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
αk = |
|
|
|
|
−π f |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
k |
|
π |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
! |
|
= |
|
|
|
f (x) cos kx |
+ |
|
|
|
f (x) sin kx dx = kbk, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
π |
|
|
−π |
|
|
|
|
π |
|
−π |
||||||||
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|||||
βk = |
1 |
|
f (x) sin kx dx = |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
π |
−π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
k |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
f (x) sin kx |
− |
|
|
|
|
|
|
f (x) cos kx dx = −kak. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
−π |
|
|
π |
|
−π |
2π f
m − 1 "
" " m N
# f
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||
|
|ak| + |bk| = o |
k → ∞. |
) |
||
|
|
|
|||
|
km |
||||
|
|
|
|
- m N
∞
f (m)(x) αk cos kx + βk sin kx.
k=1
m
|αk| + |βk| = km(|ak| + |bk|), k N.
/ + " 0 αk βk → 0 k → ∞
)
f
f
! " "
# $%& ' f (m)(
∞ |
|
! |
π |
k2m(ak2 + bk2 ) |
1 |
|
|
|
(f (m)(x))2dx < ∞. |
||
π |
|
||
k=1 |
|
−π |
! " )
*
+ ' , - + +
2π
' ' '
f
∞ |
|
|
|
˜ |
$.& |
S(x; f ) ak sin kx − bk cos kx, |
|
k=1 |
|
- ak bk / f
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
n |
cos |
x |
− cos n + |
x |
|||||
˜ |
|
2 |
|
2 |
||||||
Dn(x) = k=1 sin kx = |
|
|
|
2 sin |
x |
|
|
|
. |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
0 " $1 % 2&
3- $1 % 4& |
||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
˜ |
|
ak sin kx − bk cos kx |
|
||||||
|
(x; f ) = |
|
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Sn |
|
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|
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k=1 |
|
|
|
|
|
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$.& " |
|
|
|
|||||||
|
! |
π |
|
|
|
|
|
|||
˜ |
1 |
|
˜ |
|
|
|
|
|
||
Sn(x; f ) = − |
π |
|
Dn(t)[f (x + t) − f (x − t)] dt = |
|||||||
|
|
|
0 |
|
|
! π |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
1 |
˜ |
|||
|
|
|
= |
π |
|
0 |
hx(t) cos |
n + |
2 |
t dt + f (x), |
§
-
hx(t) |
f (x + t) − f (x − t) |
, |
|
|||||||
|
t |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2 sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
˜ |
1 ! π f (x + t) − f (x − t) |
|||||||||
f (x) − |
|
0 |
|
|
|
|
dt. |
|||
π |
2 tg |
t |
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
2π f
ak bk
$.& C >
> 0 n 2 |
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
ln n |
|
|
|
|
|
|
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sup |
ak sin kx − bk cos kx |
C |
|
. |
$5& |
|
|
||||||
x R |
n+1 |
|
|
n |
|
|
, |
0 " M1 max |f | |
6 |
||||
|
|
|
|
R |
|
7 + 7 ' -"
|f (x + t) − f (x − t)| 2M1t, 0 < t π,
"- x 7
˜ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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f (x) $ - ' -' (0, π] |
||||||||||||||||||||||||||||||
& $.& + |
0 2 n < p |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
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! |
|
π |
|
|
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|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
˜ |
|
˜ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Sp(x, f ) − Sn(x; f ) = |
π |
|
0 |
hx(t) cos |
p + |
2 |
|
t dt− |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
1 |
! π |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hx(t) cos n + |
1 |
t dt, |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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π |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
|hx(t)| πM1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
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d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
dt |
hx(t) |
|f |
(x + t) + f |
|
(x − t)| |
|
|
|
|
|
t |
+ |
|
|
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|
|
|
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||||||
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2 sin |
2 |
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||||||
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|
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|
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|
|
|
|
|||||||
|
|
+|f (x + h) − f (x − h)| |
cos |
t |
|
|
|
|
πM1 |
|
|
|
πM1 |
|
|
2πM1 |
. |
|||||||||||||
|
|
2 |
+ |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
t |
|
|
t |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 sin 2 |
|
|
|
|
2 tg 2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
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|
|
|
˜ |
ln n |
ln p |
|
||
˜ |
|
|||||
sup |Sp(x; f ) − Sn(x; f )| C |
|
+ C |
|
2 |
n < p, |
|
|
|
|||||
x R |
|
n |
p |
|
||
p → ∞ |
!" |
|
||||
# |
$ |
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|||||||
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
akbk ' |
|
|
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k=1 |
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
akbk |
|a1| sup |
bk |
||
|
|
k=1 |
|
|
n N |
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
|
)
◦ {ak}
*+
◦ ("
n ∞
bk
k=1 n=1
m N 2π
f
m − 1
f(m)
f f
R ε > 0 |
|
|
|
|
|
|
|
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max |f (x) − Sn(x; f )| = O |
ln n |
= |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
x R |
|
|
|
nm |
|
|
n → ∞. |
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
= o |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
nm−ε |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
m = 1 |
|||||||||||
ϕ f (m−1) α β |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k k !"" |
||
#$ % " # ϕ |
|
||||||||||
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln n |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
sup |
|
αk cos kx + βk sin kx C |
|
|
n 2. |
&' |
|||||
n |
|||||||||||
x R |
|
k=n+1 |
|
|
|
|
|
|
§
ak bk !"" #$ % " # f
m − 1 ( ) m − 1 (
$ & x R |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|rn(x; f )| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
ak cos kx + bk sin kx = |
|
|
|
|
||||||||
|
|
k=n+1 |
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
(αk cos kx + βk sin kx) . |
||||||
|
|
|
|
|
|
km−1 |
||||||||
|
|
|
|
k=n+1 |
|
|
|
|
|
|
||||
* + &' |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|rn(x; f )| C |
ln n |
|
|
1 m−1 |
|
C |
ln n |
, |
|
||||
|
|
|
m |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
n (n + 1) |
|
|
|
n |
|
|
|||
! |
|
|
|
|
|
|
||||||||
m − 1 ( ) |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|rn(x; f )| |
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
= |
|
ak cos kx + bk sin kx = |
|
|
|
|
||||||||
|
|
k=n+1 |
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
= |
|
|
|
|
(αk sin kx − |
βk cos kx) . |
|||||
|
|
|
|
|
|
km−1 |
||||||||
|
|
|
|
k=n+1 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αk sin kx − βk cos kx .- / 0 |
||||||||||||
,- |
|
|||||||||||||
k=n+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|rn(x; f )| C |
ln n |
|
|
1 m−1 |
|
C |
ln n |
, |
|
||||
|
|
|
m |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
n (n + 1) |
|
|
|
n |
|
|
) $ 2 3 $.
" #- f 2 3 4 .- ( - %
5 6 7
" - " # f 3
[−π, π] 2 - # .
48 $ - ( 2π 7
- $ $ *- " # f 9 [−π, π] → R $ $
48 $ -
f+(j)(−π) = f−(j)(π) j = 0, 1, . . . , m − 1.
f [−π, π] → R
f (−π) = f (π)
! 2 " # $
" ! ! $
2π$
# % & ' 2
# !% (
& " ) * + , ! (
-# #
2 m N 2π
f
m − 1
f (m)
f
R
max |f (x) − Sn(x; f )| = o |
|
1 |
|
|
n → ∞. * + |
x R |
n |
m− |
|
|
|
2 |
|
||||
' |
. # |
f % &
/ & f
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|rn(x; f )| = |
|
ak cos kx + bk sin kx |
|
|
|
|
|
k=n+1 |
∞ |
∞ |
|
|
|
|
(|ak| + |bk|) |
(|αk| + |βk|) |
1 |
, |
|
km |
|||||
|
k=n+1 |
k=n+1 |
|
( αk" βk 0 - & f (m)" $
m$ $
§
1 2 3 4) ( * 5 + |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
N |
|
N |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
(|αk| + |βk|) |
|
|
(|αk| + |βk|)2 |
|
. |
||||
km |
|
|
|
||||||
k=n+1 |
|
k=n+1 |
|
|
k=n+1 |
k2m |
# N → → ∞ " % "
% N ∞ 6 3 $
"
|rn(x; f )| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 (α |
+ β |
) |
|
k2m |
= εn |
|
k2m |
, * + |
||||||
|
|
k |
k |
|
|
k=n+1 |
|
|
k=n+1 |
|
||||
|
|
k=n+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞
% εn → 0 n → ∞ # (αk2 +
k=1
+ βk2)" )
f (m) 7 "
∞ |
|
∞ |
! |
k dx |
|
! |
∞ dx |
|
1 |
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
k−1 |
|
= |
|
n |
|
= |
(2m − 1)n2m−1 |
. |
|
|
k2m |
k=n+1 |
|
x2m |
|
x2m |
|||||||
k=n+1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ * + * +
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
f |
! |
|||||||||||||
[−π, π] |
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
f (x) |
a0 |
+ ak cos kx + bk sin kx |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
k=1 |
|
|
|
|
|
||||
! " |
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|||||
! |
|
! |
x a |
|
|
dt |
|
∞ |
x |
|
|
|
||||||
|
x |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
f (t) dt = |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
(ak cos kt + bk sin kt) dt = |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
k=1 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
a0x |
|
+ |
ak |
|
sin kx + |
bk |
(1 − cos kx), * 8+ |
||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
k |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
"
R
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
F (x) = |
|
f (t) − |
a0 |
dt. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
F [−π, π] |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
F (π) − F (−π) = |
! π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
f (t) dt − πa0 = 0. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F (t) = f (t) − |
a0 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
[−π, π] |
|
|
|
|
2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
! |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
" F # " F |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
[−π, π]$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
F (x) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
Ak cos kx + Bk sin kx. |
|
|
%&'( |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) ! *"" Ak Bk |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
" F *"" " f |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Ak = |
1 |
!π F (x) cos kx dx = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
!π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
−π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 |
|
|
sin kx |
π |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
bk |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
= |
|
F (x) |
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
f (x) − |
|
|
|
|
sin kx dx = − |
|
|
, k N. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
π |
|
|
|
k |
−π |
|
|
|
kπ |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ak |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
, Bk = |
|
|
k N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
# A0 x = 0 %&'( |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
A |
∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
b |
k |
|
|
|
||||||||
|
|
|
0 |
|
|
Ak = 0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
= |
|
|
. |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
k=1 |
2 |
k |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
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k=1 |
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- |
∞ |
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F (x) = |
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ak |
sin kx + |
bk |
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(1 − cos kx), |
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||||||||||||||||||
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k=1 |
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k |
k |
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%&.(
§
§ 2l
l > 0 f / 2l0 " 10
2 [−l, l] fl(x) = |
||
|
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|
= f |
lx |
3 fl / 2π0 " 1 0 |
π |
2 [−π, π] fl
1 2 x
|
πx |
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" f |
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l |
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|||||||||||||||
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∞ |
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f (x) |
a0 |
+ ak cos |
kπx |
|
+ bk sin |
kπx |
, |
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||||||||||
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l |
l |
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||||||||||||||||
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2 |
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k=1 |
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! |
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! |
l |
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a0 = |
1 |
−l f (x) dx, |
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l |
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l |
kπx |
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|
! |
l |
|
kπx |
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ak = |
1 |
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−l f (x) cos |
dx, |
bk = |
1 |
|
−l f (x) sin |
dx, |
|||||||||||||
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l |
|
|
l |
|
l |
|
l |
|
!
f 2l
1 1 ! 2l0 #
" ! # 0
1
! 2l0 # " ! 1 1 0
2 [−l, l]
# " !
1 |
, |
cos |
π |
x, |
sin |
π |
x, |
cos |
2π |
x, |
sin |
2π |
x, . . . |
2 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
l |
|
l |
|
l |
|
l |
2 #
24 2 l = π
51 # # 0