Теоремы об условиях дифференцируемости рядов Фурье-Эйлера

2.4.1. Теорема 1. Если функция и все ее производные до порядка включительно непрерывны на интервале и удовлетворяют условию равенства их граничных значений , и, кроме того имеет на этом интервале кусочно-непрерывную производную –ого порядка, то ряд Фурье-Эйлера можно почленно раз дифференцировать на всем интервале

(18)

2.5. Частичная сумма ряда Фурье-Эйлера, невязка (расхождение, уклонение). Неравенства Бесселя (Бессель Ф.В.-F.W.Bessel-1807) и равенство Парсеваля ( Парсеваль-M.Parseval-1805)- Ляпунова (Ляпунов А.М.-1895 -) для коэффициентов Фурье-Эйлера.

2.5.1. Частичная сумма- это сумма с конечным числом слагаемых ряда

(19)

Расхождением (невязкой, уклонением) называется разность и служит для оценки

(20)

как сходимости рядов так и для оценки точности в задачах приближения функции. Эта величина характеризует наибольшее уклонение. Более естественно использовать в качестве меры погрешности среденее квадратичное уклонение, которое определяется равенством

(21)

и минимизацией которого достигается задача о наилучшем приближении функции. Среди всех тригонометрических многочленов заданного порядка наименьшее квадратичное уклонение от функции имеет тот многочлен, коэффициенты которого суть коэффициенты Фурье-Эйлера.

2.5.2. Характер зависимости коэффициентов Фурье-Эйлера от номера: функция на интервале кусочно-непрерывна, то соответствующие ей коэффициенты Фурье-Эйлера стремятся к нулю при

(22)

2.5.3. Неравенство Бесселя для коэффициентов Фурье-Эйлера для произвольной функции

(23)

2.5.4. Равенство Ляпунова-Парсеваля для всякой ограниченной кусочно-монотонной функции

(24)

2.5.6. Полнота фундаментальной системы функций в смысле средне квадратичного. Система фундаментальных функций называется полной в смысле среде квадратичного, если соответствующий функции функциональный ряд сходится в средне квадратичном,т.е.

(25)

(26)

(27)

2.5.7. Эффект Гиббса (Гиббс Дж.У.-J.W.Gibs-1873) (неустранимая погрешность в окрестности точек разрыва): если периодическая кусочно-гладкая функция на имеет конечное число точек разрывов, в которых значение функции равно среднему значению, а в точках непрерывности имеет непрерывную вторую производную, то в сколь угодно малой окрестности можно найти такие точки, что при любом разность частичной суммы и среднего значения в точке больше этого среднего

(28)

2.6. Приложение рядов Фурье-Эйлера.

Дата добавления: 2015-07-02