Serie di Fourier

FabioA_97
Sia f la funzione π-periodica definita ponendo f(x) =cos(x) su [−π/2, π/2).

perché nelle soluzioni c'è $ a_n=4/piint_(0)^(pi/2) cos(x) cos(nx) dx $ ?
io avrei fatto $ a_n=4/piint_(0)^(pi/2) cos(x) cos(2nx) dx $

Risposte
Exodus1
"FabioA_97":
Sia f la funzione π-periodica definita ponendo f(x) =cos(x) su [−π/2, π/2).

Mi sembra di capire che la funzione sia:

\(f\left ( x \right )=\left | cos\left ( x \right ) \right |\)
\(T=\pi \)

Grafico:



Quindi l'integrale da calcolare:

\(a_{n}=\frac{4}{\pi }\int_{0}^{\frac{\pi }{2}}cos\left ( x \right )cos\left ( 2nx \right )dx\)

:smt023

FabioA_97
Anche io farei così, ma forse c’entra qualcosa l’estensione della periodicità ?
anche perché con le soluzioni del professore che usa $ cos(nx) $ si riescono a svolgere i punti successivi dell'esercizio e da come lui calcola $ a_n $ sembra che usi periodo $ 2pi $

FabioA_97
in teoria la funzione $ f(x)=cos(x) $ $ [-pi/2;pi/2] $ può essere considerata sia con periodicità $ pi $ che $ 2pi $ o sbaglio?

Exodus1
Guarda ho scritto "Mi sembra di capire che la funzione..."
perchè non si capisce bene da come è definita, ovvero almeno io non la capisco e non mi và di ragionarci su, non era più semplice dire il valore del periodo ?
Questi esercizi mi sembrano degli enigmi..
Sono fatti per far impazzire le persone, ma questi idioti che scrivono queste cose pensano di essere tanto intelligenti, ma per me sono solo complessati :P
Comunque il periodo da lui scelto è scritto al denominatore dell'integrale e vale \(\pi\)
Se hai la soluzione della serie postala cosi risaliamo alla funzione :smt023

FabioA_97
Infatti nella consegna dice che il periodo è $ pi $ ma se così fosse $ cos((2npix)/T) $ diventerebbe $ cos(2nx) $ e non $ cos(nx) $

FabioA_97
questo è tutto l'esercizio con relativa soluzione...


Exodus1
Si ha sbagliato a scrivere l'integrale, di fatto l'integrale non ha quella soluzione.
In pratica ha dimenticatio il 2.
Forse un errore di stampa.

Exodus1
Porta avanti la tua soluzione e vedrai che il risultato sarà lo ste :wink: sso

FabioA_97
se provo a risolvere l'integrale considerando il 2 non esce...ho provato anche a risolverlo online
invece se risolvo come ha scritto lui(senza il 2) mi esce il suo stesso risultato

Exodus1
impossibile , io l'ho fatto è viene ,adesso l'ho cancellato e non mi và di rifarlo

FabioA_97
"Exodus":
di fatto l'integrale non ha quella soluzione.


secondo me la risoluzione di quell'integrale è giusta

Exodus1
se ricordo bene il risultato dovrebbe eseere questo:

\(-\frac{4}{\pi }\frac{cos\left ( \pi n \right )}{n^{2}+1}\)

FabioA_97
non mi pare si annulli con n dispari

FabioA_97
invece $ 4/pi int_0^(pi/2)cos(x)cos(nx)=4cos(npi/2)/(pi(1-n^2) $

Exodus1
Fai come vuoi adesso devo andare.

FabioA_97
grazie mille

Exodus1
"FabioA_97":
va beh ma esce sbagliato anche a te, grazie comunque

Ti ho detto che mi sembra di ricordare che fosse cosi, adesso devo andare dopo lo rifaccio e ti metto la soluzione portata aventi con il 2 :smt023

Exodus1
La funzione è in pratica il modulo del coseno:

\(f\left ( t \right )=\left | cos\left ( t \right ) \right |\)
\(T=\pi \)
\(\omega _{0}=2\)




Essendo un funzione pari devo trovare solo \(a_{0} \) e \(a_{k} \)

Calcolo i 2 integrali:

\(a_{0}=\frac{2}{\pi }\int_{0}^{\frac{\pi }{2}}cos\left ( t \right )dt=\frac{2}{\pi }\)
\(a_{k}=\frac{4}{\pi }\int_{0}^{\frac{\pi }{2}}cos\left ( t \right )cos\left ( 2kt \right )dt=-\frac{4}{\pi }\cdot \frac{\left ( -1 \right )^{k}}{4k^{2}-1}\)

Adesso scrivo la serie di Fourier:

\(f\left ( t \right )=\frac{2}{\pi }-\frac{4}{\pi }\sum_{k=1}^{\infty }\frac{\left ( -1 \right )^{k}}{4k^{2}-1}cos\left ( 2kt \right )\)

Adesso faccio un grafico della somma delle prime 30 armoniche:





Mi sembra che l'esperimento sia completamente riuscito :P

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