已知函数f (x)=cosx,求此函数的傅里叶级数
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为方便计,将函数拓广为:f(x)=2+|x|,x属于[-pi,pi].

将此f拓广为R 上的周期为2pi的周期函数.此函数连续,所以其傅立叶级数收敛于 f(x):

傅里叶级数

f(x)=a0/2 + a1cosx+b1sinx + a2cos2x + b2sin2x + ...+ancosnx+bnsinnx+...

因为 f(x)是偶函数,所以 bn = 0

a0 = 1/pi 积分(-pi 到 pi)f(x)dx = 2/pi积分(0 到 pi)(2+x)dx=4+pi

an =1/pi积分(-pi 到 pi)f(x)cosnxdx = 2/pi积分(0 到 pi)(2+x)cosnx dx --- 通过分部积分

=0 如果 n 是偶数

= -4/(pi*n^2) 如果 n 是奇数

所以

f(x)= 2+pi/2 - 4/pi(cosx + cos3x / 3^2 + ...+ cos(2n+1)x /(2n+1)^2+...)