* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
1312
ПРИБЛИЖЕННОЕ
АНАЛИТИЧЕСКОЕ
ВЫРАЖЕНИЕ
ФУНКЦИИ
Двойные
ряды
Ф у н к ц и ю /(дг, у) можно п р и б л и ж е н н о представить двойной суммой от л
°отл A=I
J J/
(Л
V) •'/ ( « j b / ) •In I T ГВ>
•
У) I S
m
n
- f ( x
t
y)?dxdy
Практический
гармонический
анализ *
был
наименьшим;
вес
р (х, • у) > • 0.
Примеры: 1) Разложение / ( х , у ) с периодом 2 * как по х, так и по у в ряд. Фурье (область D — прямо угольник):
O O
Д л я большинства технических рас четов достаточно взять первые 1 0 — 1 2 гармоник периодической функции f{x):
fl
A cos
—j-
ккх
+ b s i n —j- —
k
JfcTtx
/Ui .. + Ы
Ь
У) «=
S D
j
S ftf ^ W А, 2 - 0
X e
С 0 8
**
0 0 8
'
у
+
1
Л* sin
+
? A ) ;
сое /у +
Сц
соа A x ein I y -f-
-f- d ^ filn Ax e i n I y ] , 4
*AI
t%
Ä = 0, I . . . , 12. Здесь Aj — амплитуда, f — начальная фаза £-й гармоники; они определяются по ф о р м у л а м : а =
c Ä л 3
если
£ = / = 0;
= =
i4 sintp ,
f t Ä
6 tg у
Ä
=
i4 cos4»
A
ft
или иэ
1
A
2 b
=
V
если A = O, I > 1, если А > O I > 0.
b 1
а* +
л
= ^
причем
двух
e
A/
e
^
I
J
/ (х. У) cos Ax cos /у d x dy;
— я —к
+*+*
Ь
л1 ~
*V J
J
/
У)
3 , 0
с
о
в
'У<*х d y ;
значений о т л и ч а ю щ и х с я на I C выби рают т о , при котором знак s l n < д совпа р дает со знаком а и знак cos уд совпа дает со знаком b . П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь амплитуд A Ai Ai ... образует спектр периодической функции (фиг. 15).
я k 0f t t
— я —я
tf
A/
"«Г J
J
/
У) cos Ax sin /у d x d y ;
— я —я
6,3
0,2
+"+" * =
ft/
VU
01
J / У) elp Ax sin Iy dx dy.
— Я — X
I i
2 3 4 if
u
7 89
К
'
Фиг. 15.
2) Если область D — круг радиуса а и /, о — полHjitibfe' координаты, то функцию / (г, р ) , обра щающуюся в нуль на окружыостя, можно раядожить в двойной ряд
/ {Гу f) — 2 I ( A l ) ( • A I 'А,* где.
j e r a
С
М
1 9
+ ^Ai
s l n
/
W
l
l
Alj- I( AI ) ^f e r r
Д л я п р и б л и ж е н н о г о вычисления коэф фициентов ряда Ф у р ь е следует заменить интегралы суммами по одной из формул п р и б л и ж е н н о г о интегрирования, напри мер по ф о р м у л е трапеций. Обозначим период 21 = T и возьмем для периодической функции у *= f(x) ее значения у , y\ у * , . . ; , у г л - i (Уаа=Уо) для равноотстоящих значений аргумента
0 t
<Г2я
J J
/ ( Л 9) ^ ( ¾ / ) со»
i гйг й
Ъ
• См. литературу ва стр. 349 [35], [ИЗ], [139].