以2l為周期的函式的傅立葉級數
設 是以 為周期的函式,則其傅立葉係數為
所以,其傅立葉級數為
若函式 在 上按段光滑,則由收斂定理得
正弦級數與餘弦級數
奇函式的傅立葉級數—正弦函式
設 是以 為周期的奇函式,或是定義在 上的奇函式,則在 上, 是奇函式, 是偶函式。因此, 的傅立葉係數是
所以當 為奇函式時,它的傅立葉級數只含有正弦函式的項,即
其中 如(1)所示。(2)式右邊的級數稱為正弦級數。
當 ,則奇函式 所展開成的正弦級數為
其中
偶函式的傅立葉級數—餘弦級數
設 是以 為周期的偶函式,或是定義在 上的偶函式,則在 上, 是偶函式, 是奇函式。因此, 的傅立葉係數是
於是 的傅立葉級數只含有餘弦函式的項,即
其中 如(3)所示。(4)式右邊的級數稱為餘弦級數。
當 ,則偶函式 所展開成的餘弦函式為
其中
套用
定義在 上的函式 展成正弦級數。
具體步驟 :
(1)奇延拓:在 上補充定義得 ,使得 在 為奇函式。
(2)對 作周期延拓。
(3)將經過奇延拓與周期延拓後的函式 展成傅立葉級數
其中
定義在上的函式展成餘弦級數。
具體步驟:
(1)偶延拓:在上補充定義得到,使得在為偶函式。
(2)對作周期延拓。
(3)將經過偶延拓與周期延拓後的函式展成傅立葉級數
其中