parcial 3 práctica # 3

60
Tema #3 Series de Senos y Series de Cosenos Propiedades El producto de dos funciones pares es par. El producto de dos funciones impares es par. El producto de una función par por una impar es impar. Conclusión La serie de Fourier de una Función Par p< x<p es la Serie Coseno f ( x ) a 0 2 + n=1 a n cos nπx p Donde a 0 = 2 p 0 p f ( x ) dx a n = 2 p 0 p f ( x ) cos nπx p dx La serie de Fourier de una Función Impar p< x<p es la Serie Seno f ( x ) n=1 b n Sen nπx p

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Page 1: Parcial 3 Práctica # 3

Tema #3

Series de Senos y Series de Cosenos

Propiedades

El producto de dos funciones pares es par. El producto de dos funciones impares es par. El producto de una función par por una impar es impar.

Conclusión

La serie de Fourier de una Función Par −p<x< p es la Serie Coseno

f ( x )a02

+∑n=1

ancosnπxp

Donde a0=2p∫0

p

f ( x )dx an=2p∫0

p

f ( x ) cos nπxpdx

La serie de Fourier de una Función Impar −p<x< p es la Serie Seno

f ( x ) ∑n=1

bnSennπxp

Donde bn=2p∫0

p

f ( x )Sen nπxpdx

Page 2: Parcial 3 Práctica # 3

Práctica

23. f (x)

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=2π∫0

p

1sin nππx dx

bn=2π∫0π

sinnxdx

bn=2π

¿

bn=2π

[−cosnπn

+cos n (0 )n

]

bn=2π

[−(−1)n

n+ 1n]

bn=2π

[1−(−1)n

n]

f (x)∑n=1

∞ 2[1−(−1 )n]πn

sin nx→f (x) 2π∑n=1

∞ 1−(−1 )n

nsin nx

- 1, - x 0

1, 0 x

Page 3: Parcial 3 Práctica # 3

24. f (x)

A0=2p∫0

p

f ( x )dx

A0=22∫0

2

1dx

A0=22∫0

2

dx

A0=22

¿

A0=22[2−0 ]

A0=2

f (x)∑n=1

∞ 1nπ

[1+(−1)n]sin nπ2x

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=22∫02

1sin nπ2x dx

bn=22∫02

sin nπ2xdx

bn=22¿

bn=22[−2cos nπ

2(2 )

nπ+2cos nπ

2(0)

nπ]

bn=22[−(−1)n

nπ+ 1nπ

]

bn=1nπ

[1+(−1)n]

1, -2 x -1

0, -1 x 1

1, 1 x 2

Page 4: Parcial 3 Práctica # 3

25. f(x)= |x|, - x

A0=2p∫0

p

f ( x )dx

A0=2π∫0

π

xdx

A0=2π

¿

A0=2π

[ (π )2

2−(0)2

2]

A0=2π

[ π2

2]

A0=π

f (x) π2∑n=1

∞ 2[ (−1 )n−1]π n2

cosnx

f ( x ) π2

+ 2π∑n=1

∞ (−1 )n−1n2

cosnx

An=2p∫0p

f ( x )cos nπpx dx

An=2π∫0

π

x cos nππx dx

An=2π∫0

π

x cosnx dx

An=2π

¿

An=2π

[ x sin nxn

+ cosnxn2

]0

π

An=2π

¿]

An=2π

[(−1 )n

n2− 1n2

]

An=1n2π

[(−1 )n−1]

Page 5: Parcial 3 Práctica # 3

26. f(x) = x, - x

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=2π∫0π

x sin nππx dx

bn=2π

¿

bn=2π

¿

bn=2π

[−x cosnxn

+ sin nxn2

]0

π

bn=2π

[−π cosnπn

+ sin nπn2

+ (0 )cos n (0 )n

− sin n (0 )n2

]

bn=2π

[−π (−1 )n

n]

bn=2π

[π (−1 )n+1

n]

bn=2 (−1 )n+1

nf ( x)2∑

n=1

∞ (−1 )n+1

nsin nx

Page 6: Parcial 3 Práctica # 3

27. f(x)= x2, -1 x 1

A0=2p∫0

p

f ( x )dx

A0=21∫01

x2dx

A0=2[x3

3]0

1

A0=2[(1 )3

3−

(0 )3

3]

A0=2[(1 )3

3]

A0=23

An=2p∫0

p

f ( x )cos nπpx dx

An=21∫01

x2 cos nπ1x dx

An=21∫01

x2cosnπ x dx

An=2¿

An=2¿

An=2[x2sin nπxnπ

+2 x cosnπxn2π2

−2sin nπxn3π3

]0

1

An=2¿]

An=2¿]

An=2[2cosnπn2π2

]

An=4cosnπn2π2

An=4(−1)n

n2π 2

f ( x ) 22 (3 ) ∑n=1

∞ 4 (−1 )n

n2π2cosn π x

Page 7: Parcial 3 Práctica # 3

f ( x ) 13+ 4π 2∑n=1

∞ (−1 )n

n2cosnπ x

Page 8: Parcial 3 Práctica # 3

28. f(x) = x |x|, -1 x 1

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=21∫0

1

( x )( x)sin nπ1xdx

bn=2∫0

1

x2 sin nπx dx

bn=2 ¿

Page 9: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2 ¿

bn=2¿

bn=2[−x2 cosnπx

nπ+ 2 x sin nπx

n2π2−2(−cosnπxn3π3 )]

0

1

bn=2[−x2 cosnπx

nπ+ 2 x sin nπx

n2π2+ 2cosnπx

n3π3]0

1

bn=2 ¿ ]

bn=2 ¿]

bn=2[− (−1 )n

nπ+2 (−1 )n

n3π3− 2n3 π3

]

bn=2π

[(−1 )n+1

n+2 (−1 )n

n2π2− 2n2π2

]

f (x)∑n=1

∞ 2π [ (−1 )n+1

n+2 (−1 )n

n2π2− 2n2π2 ]sin n π x

Page 10: Parcial 3 Práctica # 3

f (x) 2π∑n=1

∞ [ (−1 )n+1

n+ 2 (−1 )n

n2π2− 2n2π2 ]sin n π x

29. f(x) = 2 - x2, - x

A0=2p∫0

p

f ( x )dx

A0=2π∫0

π

(π2−x2 )dx

A0=2π

¿ ]

A0=2π

¿

A0=2π

¿¿]

A0=2π

[π¿¿3−π3

3]¿

A0=2π

[ 3 π3−π3

3]

A0=2π

[ 2π3

3]

Page 11: Parcial 3 Práctica # 3

A0=4 π2

3

An=2p∫0p

f ( x )cos nπpx dx

An=2π∫0

π

(π¿¿2−x2)cos nππx dx¿

An=2π∫0

π

(π¿¿2−x2)cosnx dx¿

An=2π

[π2∫0

π

cosnx dx−∫0

π

x2cos nxdx ]

An=2π

{(π2 )( sin nxn )−[(x2 )( sinnxn )−2∫0

π

x sin nxn

dx]}

An=2π

[ π2 sin nxn

− x2sin nxn

+2∫0

π

x sinnxn

dx ]

An=2π

¿]

Page 12: Parcial 3 Práctica # 3

An=2π

¿]

An=2π

[ π2 sinnxn

− x2sinnxn

−2xcos nxn2

+ 2sin nxn3

]0

π

An=2π

[ π2 sinnπn

−(π )2 sin nπ

n−2π cosnπ

n2+ 2sin n π

n3−π2 sin n (0 )

n+

(0 )2sin nπn

+2 (0 )cos n (0 )

n2−2sin n (0 )n3

]

An=2π

[−2 π cosnπn2

]

An=2π

[−2 π (−1)n

n2]

An=2π

[2π (−1)n+1

n2]

An=4(−1)n+1

n2

Page 13: Parcial 3 Práctica # 3

f ( x ) 4π2

2(3)∑n=1∞ 4 (−1 )n+1

n2cosnx

f ( x ) 2 π2

3+4∑

n=1

∞ (−1 )n+1

n2cos nx

30. f(x) = x3, - x

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=2π∫0

π

x3 sin n xdx

bn=2π

¿

Page 14: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2π

¿

bn=2π

¿

bn=2π

¿

bn=2π

¿

bn=2π

¿

bn=2π

¿

bn=2π

[−x3cosnxn

+ 3 x2sin n xn2

−6 x cosnxn3

−6sin nxn4

]0

π

bn=2π

[−(π )3 cosnπ

n+3(π )2sin n π

n2−6 (π)cosnπ

n3−6sin n π

n4]0

π

bn=2π

[− (π )3 cosnπ

n+3 (π )2 sin nπ

n2−6 (π ) cosnπ

n3−6sin n π

n4+

(0 )3 cosn (0 )n

−3 (0 )2 sin n (0 )

n2+6 (0 )cosn (0 )

n3+6sin n (0 )n4

]

bn=2π

[−π3 cosnπn

+ 3π2 sin nπn2

−6 πcosnπn3

−6sin n πn4

]

Page 15: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2π

[−π3 cosnπn

−6 πcosnπn3

]

bn=2π

[−π3(−1)n

n−6π (−1)n

n3]

f (x)∑n=1

∞ 2π [−π3 (−1 )n

n+6 π (−1 )n

n3 ]sin nx

f ( x )2∑n=1

∞ [−π2 (−1 )n

n+6 (−1 )n

n3 ]sin nx

Page 16: Parcial 3 Práctica # 3

31. f(x)

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=2π∫0

π

(x+1)sin nππx dx

x – 1, - x 0

x + 1, 0 x

Page 17: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2π∫0

π

(x+1)sin n xdx

bn=2π

¿]

bn=2π

[ ( x )(−cosnxn )−∫0

π−cosnxn

dx+(−cosnxn )]

bn=2π

[− x cosnxn 0

π

+∫0

π cos nxn

dx− cosnxn 0

π

]

bn=2π

[−x cosnxn

+ sinnxn2

− cosnxn

]0

π

bn=2π

[−πcos nπn

+ sin nπn2

− cosnπn

+ (0 ) cosn (0 )n

− sin n (0 )n2

+ cos n (0 )n

]

bn=2π

[−πcos nπn

−cos nπn

+ 1n]

bn=2π

[−π (−1 )n

n− (−1 )n

n+ 1n]

Page 18: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2π

[−π (−1 )n− (−1 )n+1

n]

f (x)∑n=1

∞ 2π [1−π (−1)n−(−1)n

n ]sin nx

f (x) 2π∑n=1

∞ [1−(−1 )n(1+π)n ]sin nx

32. f(x)

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=21∫0

1

(x−1)sin nπ1xdx

bn=2π∫0

1

(x−1)sin nπ x dx

x + 1, -1 x 0

x – 1, 0 x 1

Page 19: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2π

¿]

bn=2π

[ ( x )(−cosnxn )−∫0

1−cosnxn

dx−(−cos nxn )]

bn=2π

[− x cosnxn 0

1

+∫0

1 cos nxn

dx+ cos nxn 0

1

]

bn=2π

[−x cosnxn

+ sin nxn2

+cos nxn

]0

1

bn=2π

¿]

bn=2π

[−πcos nπnπ

− cosn πnπ

− 1nπ

]

bn=2π

[−π (−1 )n

nπ− (−1 )n

nπ− 1nπ

]

Page 20: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2π

[−π (−1 )n− (−1 )n−1

nππ ]

f (x)∑n=1

∞ 2π [−π (−1 )n− (−1 )n−1

nπ ]sin nπx

f (x) 2π∑n=1

∞ [−π (−1 )n− (−1 )n−1nπ ]sin nπx

33. f(x)

A0=2p∫0

p

f ( x )dx

A0=22∫0

2

(x+1 ) dx

A0=1¿

A0=1¿

1, -2 x -1

-x, -1 x 0

x, 0 x 1

1, 1 x 2

Page 21: Parcial 3 Práctica # 3

A0=1[x2

2 0

1

+x12 ]

A0=1[(1 )2

2−

(0 )2

2+(2 )−(1 )]

A0=1[12+1]

A0=1[1+22

]

A0=1[ 32 ]

A0=32

An=2p∫0

p

f ( x )cos nπpx dx

An=22∫02

(x+1 ) cos nπ2x dx

An=1¿

An=1¿

Page 22: Parcial 3 Práctica # 3

An=1¿

An=1¿

An=1[2 x sin nπ

2x

nπ 0

1

+4 cos nπ

2x

n2π2 0

1

+2sin nπ2x

nπ 1

2

]

An=1[2 (1 )sin nπ

2(1 )

nπ+4cos nπ

2(1 )

n2π2−2 (0 ) sin nπ

2(0 )

nπ−4 cos nπ

2(0 )

n2π2+2sin nπ

2(2 )

nπ−2sin nπ

2(1 )

nπ]

An=1[4 cos nπ

2(1 )

n2π2−4cos nπ

2(0 )

n2 π2]

An=1[4 cos nπ

2n2π2

−4(1)n2π2

]

An=4cos nπ

2n2π2

−4(1)n2π2

An=4cos nπ

2−4

n2π 2

Page 23: Parcial 3 Práctica # 3

f ( x ) 32(2)∑n=1

[4cos nπ

2−4

n2π 2¿]cos nπ

2x¿

f ( x ) 34+ 4π2

∑n=1

[cos nπ

2−1

n2¿]cos nπ

2x ¿

34. f(x)

A0=2p∫0

p

f ( x )d x

-, -2 x -

x, - x

, x 2

Page 24: Parcial 3 Práctica # 3

A0=22 π∫0

π dx

A0=22 π

(π )∫0

dx

A0=1 [ x ]02π

A0=1[2π−0]

A0=1[2π ]

A0=2π

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

Page 25: Parcial 3 Práctica # 3

bn=22π∫0

π sin nπ2πxdx

bn=22π

(π )∫0

sin n2xdx

bn=1π

(π )∫0

sin n2x dx

bn=1∫0

2 π

sin n2x dx

bn=1[−2cos n

2x

n]0

35. f(x) = |sen x|, - x

A0=2p∫0p

f ( x )dx

Page 26: Parcial 3 Práctica # 3

A0=2π∫0

π

sin x dx

A0=2π

¿¿

A0=2π

¿

A0=2π

[1−(−1 )]

A0=2π

[1+1]

A0=2π

[2]

A0=4π

An=2p∫0

p

f ( x )cos nπpx dx

Page 27: Parcial 3 Práctica # 3

An=2π∫0

π

(sin x ) cos nππx dx

An=2π∫0

π

(sin x ) cosnx dx

An=2π∫0

π 12¿¿

An=2π

¿

An=2π

¿¿

An=2π

¿

An=2π

[−(−1)n

2 (1+n )−

(−1)n

2 (1−n )+ 12 (1+n )

+ 12 (1−n )

]

An=2π

[(−1)n

(1−n2 )+ 1

(1−n2 )]

An=2π

[1+(−1 )n

(1−n2)]

Page 28: Parcial 3 Práctica # 3

f (x) 4π (2)∑n=2

∞ 2π [ 1+(−1 )n

(1−n2 ) ]cos nx

f ( x ) 2π +2π∑n=2

∞ [ 1+(−1 )n

(1−n2 ) ]cosnx

Page 29: Parcial 3 Práctica # 3

36. f(x) = cos x, -/2 x /2

A0=2p∫0

p

f ( x )dx

A0=2π2

∫0

π2

cos xdx

A0=4π

¿¿

A0=4π

¿

Page 30: Parcial 3 Práctica # 3

A0=4π

¿

A0=4π

[1]

A0=4π

An=2p∫0

p

f ( x )cos nπpx dx

An=2π2

∫0

π2

(cos x )cos nππ2

xdx

An=4π∫0

π2

(cos x ) cos2nx dx

Page 31: Parcial 3 Práctica # 3

An=4π∫0

π212¿¿

An=2π

¿

An=4π

¿

An=4π

¿

An=4π

[ (−1 )n

2 (1+2n )+ (−1)n

2 (1−2n )]

An=4π

[ (2+4n ) (−1 )n+(2−4 n)(−1)n

2 (1+2n )2 (1−2n )]

An=4π

[ (2+4n ) (−1 )n+(2−4 n)(−1)n

2 (1+2n )2 (1−2n )]

An=4π

[ (2+4n ) (−1 )n+(2−4 n)(−1)n

(2+4n ) (2−4 n )]

An=4π

[ (2+4n ) (−1 )n+(2−4 n)(−1)n

4−8n+8n−16n2]

An=4π

[ 2 (−1 )n+2(−1)n

4−16n2]

Page 32: Parcial 3 Práctica # 3

An=4π

[4 (−1 )n

4(1−4 n2)]

An=4π

[ (−1 )n

(1−4 n2)]

Page 33: Parcial 3 Práctica # 3

f ( x ) 4π (2)∑n=2

∞ 4π [ (−1 )n

(1−4 n2) ]cos nππ2

x

f ( x ) 2π

+ 4π∑n=2

∞ [ (−1 )n

(1−4n2) ]cos2n x37. f(x)

A0=1p∫− p

p

f ( x )dx

A0=112

∫0

1

(1+0)dx

A0=21

¿]

A0=2[∫0

12

dx ]A0=2[x ]0

12

1, 0 x 1/2

0, 1/2 x 1

Page 34: Parcial 3 Práctica # 3

A0=2[12−0 ]

A0=2[12]

A0=1

An=1p∫− p

p

f ( x ) cos nπpx dx

An=112

∫0

12

(1+0 ) cos nπ1x dx

An=21

¿

An=2¿

An=2[sin nπ ( 12 )nπ

−sin nπ (0 )nπ

]

An=2[sin nπ

2nπ

]

Page 35: Parcial 3 Práctica # 3

An=2π

[sin nπ

2n

]

f ( x ) 12∑n=1

∞ 2π [ sin nπ2n ]cos nπ1 x

f ( x ) 12+ 2π∑n=1

∞ [ sin nπ2n ]cosnπ xbn=

1p∫−p

p

f (x ) sin nπpx dx

bn=112

∫0

12

(1+0 ) sin nπ1xdx

bn=21

¿

bn=2¿]

bn=2[−cosnπ ( 12 )

nπ+cos nπ (0 )nπ

]

bn=2[−cos nπ

2nπ

+ 1nπ

]

Page 36: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2[1−cos nπ

2nπ

]

bn=2π

[1−cos nπ

2n

]

Page 37: Parcial 3 Práctica # 3

f ( x )∑n=1

∞ 2π [1−cos nπ2n ]sin nπ1 x

f ( x ) 2π∑n=1

∞ [ 1−cos nπ2n ]sin nπ x38. f(x)

A0=1p∫− p

p

f ( x )dx

A0=11∫01

(0+1)dx

A0=1¿]

A0=1[∫12

1

dx ]A0=1[x ]1

2

1

A0=1[1−12]

A0=1[12]

0, 0 x 1/2

1, 1/2 x 1

Page 38: Parcial 3 Práctica # 3

A0=12

f ( x ) 12(2)∑n=1

[−1nπ ]cos nπ1 xf ( x ) 1

4+ 1π∑n=1

∞ [−1n ]cos nπ x

An=1p∫− p

p

f ( x ) cos nπpx dx

An=11∫0

12

(0+1 )cos nπ1xdx

An=11

¿

An=1¿

An=1[sin nπ (1 )nπ

−sin nπ ( 12 )nπ

]

An=1[−sin nπ

2nπ

]

An=−1π

[sin nπ

2n

]

Page 39: Parcial 3 Práctica # 3

An=−1π

[sin nπ

2n

]

An=−1nπ

bn=1p∫−p

p

f (x ) sin nπpx dx

bn=11∫0

12

(0+1 ) sin nπ1xdx

bn=11

¿

bn=1¿]

bn=1[−cosnπ (1 )

nπ+cosnπ ( 12 )nπ

]

bn=1[−cosnπnπ

]

bn=1[−(−1)n

nπ]

bn=1[−(−1)n

nπ]

Page 40: Parcial 3 Práctica # 3

bn=(−1)n+1

f ( x )∑n=1

∞ [ (−1)n+1nπ ]sin nπ1 x

Page 41: Parcial 3 Práctica # 3

f ( x ) 1π∑n=1

∞ [ (−1)n+1n ]sinnπ x39. f(x) = cos x , 0 x /2

A0=2p∫0p

f ( x )dx

A0=2π2

∫0

π2

cos xdx

A0=( 21 )( 2π )∫0

π2

cos x dx

A0=( 4π )¿¿

A0=4π

¿

A0=4π

[sin(π2 )]

A0=4π

[1]

A0=4π

Page 42: Parcial 3 Práctica # 3

An=2p∫0

p

f ( x )cos nπpx dx

An=2π2

∫0

π2

cos x¿¿¿

An=( 21 )( 2π )∫0

π2

cos x¿¿¿

An=4π∫0

π2

cos x¿¿¿

An=4π∫0

π212¿¿

An=4π

¿

An=4π

¿

An=4π

[(−1 )n

2 (1+2n )+

(−1)n

2 (1−2n )]

Page 43: Parcial 3 Práctica # 3

An=4π

[ (2+4n ) (−1 )n+(2−4 n)(−1)n

2 (1+2n )2 (1−2n )]

An=4π

[ (2+4n ) (−1 )n+(2−4 n)(−1)n

(2+4n ) (2−4 n )]

An=4π

[(2+4n ) (−1 )n+(2−4 n)(−1)n

4−8n+8n−16n2]

An=4π

[2 (−1 )n+2(−1)n

4−16n2]

An=4π

[ 4 (−1 )n

4(1−4 n2)]

An=4π

[ (−1 )n

(1−4 n2)]

f ( x ) 4π (2)∑n=1

∞ 4π [ (−1 )n

(1−4 n2) ]cos nππ2

x

f ( x ) 2π

+ 4π∑n=1

∞ [ (−1 )n

(1−4n2) ]cos2n x

Page 44: Parcial 3 Práctica # 3

bn=2p∫0

p

f ( x )sin nπpx dx

bn=2π2

∫0

π2

cos x sin nππ2

x dx

bn=( 21 )( 2π )∫0

π2

cos x ¿¿¿

bn=4π∫0

π2

cos x¿¿¿

bn=4π∫0

π212¿¿

bn=4π

¿

bn=4π

[ 12 (1+2n )

− 12 (1−2n )

]

bn=4π [

(2−4 n ) (1 )−(2+4 n )(1)2 (1+2n )2 (1−2n )

]

bn=4π

[(2−4 n )−(2+4n )

(2+4n ) (2−4n )]

Page 45: Parcial 3 Práctica # 3

bn=4π

[ 2−4 n−2−4 n4−8n+8n−16n2

]

bn=4π

[−4n−4 n4−16n2

]

bn=4π

[ −8n4(1−4 n2)

]

bn=4π

[ −2n(1−4n2)

]

bn=4π

[ 2n(4 n2−1)

]

bn=8π

[ n(4 n2−1)

]

f ( x )∑n=1

∞ 8π [ n

(4 n2−1) ]sin nππ2

x

f ( x ) 8π∑n=1

[ n(4 n2−1) ]sin 2n x

Page 46: Parcial 3 Práctica # 3

40. f(x) = sen x, 0 x

Page 47: Parcial 3 Práctica # 3

A0=2p∫0p

f ( x )dx

A0=2π∫0

π

sin x dx

A0=2π

¿¿

A0=2π

¿

A0=2π

¿

A0=2π

[2]

A0=4π

Page 48: Parcial 3 Práctica # 3

An=2p∫0p

f ( x )cos nπpx dx

An=2π∫0π

sin x ¿¿

An=2π∫0π

sin x ¿¿¿

An=2π∫0

π 12¿¿

An=2π

¿

An=2π

[−(−1 )n

2 (1+n )−

(−1 )n

2 (1−n )+ 12 (1+n )

+ 12 (1−n )

]

An=2π

[−2 (1−n ) (−1 )n−2 (1+n ) (−1 )n+2 (1−n ) (1 )+2 (1+n )(1)2 (1+n )2 (1−n )

]

An=2π

[(−2+2n ) (−1 )n (−2−2n ) (−1 )n+2−2n+2+2n

2 (1+n )2 (1−n )]

Page 49: Parcial 3 Práctica # 3

An=2π

[−2 (−1 )n+2n (−1 )n−2 (−1 )n−2n (−1 )n+2+2(2+2n ) (2−2n )

]

An=2π

[−2 (−1 )n−2 (−1 )n+44−4 n+4 n−4n2

]

An=2π

[−4 (−1 )n+44−4n2

]

An=2π

[ 4 {−(−1 )n+1 }4 (1−n2)

]

An=2π

[1− (−1 )n

(1−n2)]

f ( x ) 4π (2)∑n=1

∞ 2π [ 1−(−1 )n

(1−n2) ]cos nππ x

f ( x ) 2π

+ 2π∑n=1

∞ [ 1−(−1 )n

(1−n2) ]cos nx

Page 50: Parcial 3 Práctica # 3

41. f(x)

A0=2p∫0p

f ( x )dx

x, 0 x /2

- x, /2 x

Page 51: Parcial 3 Práctica # 3

A0=2π∫0

π

[ (x )+(π−x )]dx

A0=2π

¿

A0=2π

[ x2

2 0

π2+(πx− x

2

2)π2

π

]

A0=2π

[( π2 )

2

2−

(0 )2

2+π (π )−

(π )2

2−π ( π2 )+ ( π2 )

2

2]

A0=2π

[

π 2

42

+π 2−π2

2−π

2

2+

π2

42

]

A0=2π

[ π2

8+π2−π2+ π

2

8]

A0=2π

[ 2π2

8]

A0=2π

[ π2

4]

A0=π2

Page 52: Parcial 3 Práctica # 3

An=2p∫0p

f ( x )cos nπpx dx

An=2π∫0

π

[ (x )+(π−x ) ]cos nππx dx

An=2π

¿

An=2π

¿

An=2π

[ (x )( sinnxn )−∫0

π2sin nxn

dx+(π )( sin nxn )−∫π2

π

x cosnx dx ]

An=2π

[ x sin nxn 0

π2−∫

0

π2sin nxn

dx+ π sin nxn π

2

π

− x sin nxn π

2

π

+∫π2

πsin nxn

dx ]

An=2π

[ x sin nxn 0

π2+ cosnx

n2 0

π2+ π sin nx

n π2

π

− x sin nxn π

2

π

− cos nxn2 π

2

π

]

An=2π

[

π2sinn( π2 )n

+cos n( π2 )n2

−(0 )sin n (0 )

n−cos n (0 )n2

+π sin n (π )

n−

(π )sin n (π )n

−cosn (π )n2

−π sin n( π2 )

n+

(π2 )sin n( π2 )n

+cosn( π2 )n2

]

An=2π

[

π2n

+cos n( π2 )n2

− 1n2

−(−1)n

n2− πn+

π2n

+cos n( π2 )n2

]

Page 53: Parcial 3 Práctica # 3

An=2π

[(2) π2n

+2cosn( π2 )

n2− 1n2

−(−1)n

n2−πn

]

An=2π

[ πn+2cosn( π2 )

n2− 1n2

−(−1)n

n2−πn

]

An=2π

[2cosn( π2 )

n2−

(−1 )n

n2− 1n2

]

An=2π

[2cosn( π2 )−(−1 )n−1

n2]

f ( x ) π2(2)∑n=1

∞ 2π [ 2cosn( π2 )− (−1 )n−1

n2 ]cos nππ x

f ( x ) π4

+ 2π∑n=1

∞ 2π [ 2cosn( π2 )−(−1 )n−1

n2 ]cosn x

Page 54: Parcial 3 Práctica # 3

CONCLUSIÓN

Es una aplicación usada en muchas ramas de la ingeniería, además de ser una herramienta sumamente útil en la teoría matemática abstracta. Áreas de aplicación incluyen análisis vibratorio, acústica, óptica, procesamiento de imágenes y señales, y compresión de datos. En ingeniería, para el caso de los sistemas de telecomunicaciones, y a través del uso de los componentes espectrales de frecuencia de una señal dada, se puede optimizar el diseño de un sistema para la señal portadora del mismo. Refiérase al uso de un analizador de espectros.

Las series de Fourier tienen la forma:

Donde y se denominan coeficientes de Fourier de la serie de Fourier de la función