ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЯДЫ
image

СТЕПЕННЫЕ РЯДЫ
im386164

МЕТРИЧЕСКИЕ ПРОСТРАНСТВА pngtree-abstract-connection-technology-background-image_409291

РАЗЛОЖЕНИЕ ФУНКЦИИ В РЯД ФУРЬЕ
Ряд фурье

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
image
Ряд Фурье для функции - тригонометрический ряд, коэффициенты которого являются коэффициентами Фурье

ТЕОРЕМА ДРИХИЛЕ
(Достаточные признаки разложимости в ряд Фурье)
ticks-and-cross

Коэффициенты Фурье:
582-5828149_pink-letter-k-hd-png-download

Ряд Фурье для четных и нечетных функций
image

Ряды Фурье для функций
произвольного периода
img-rUcADr

Разложение в ряд Фурье
непериодической функции
image

Если
f(x) - функция
2π - ее период
[-π;π] - на этом отрезке f(x) непрерывна, также его можно разбить на конечное число отрезков, где функция f(x) монотонна,
значит


ряд Фурье сходится при всех значениях х, причем:

  1. в точках непрерывности сумма Ряда = f(x)
  2. в точках разрыва сумма Ряда = image

Кусочно-монотонная функция на отрезке [-π;π].

Если
f(x)- функция
2π - ее период
f'(x) - производная
[-π;π] -на этом отрезке функция f(x) и ее производная, f'(x) непрерывны,
значит


ряд Фурье сходится при всех значениях х, причем:

  1. в точках непрерывности сумма Ряда =f(x)
  2. в точках разрыва сумма Ряда = image

Кусочно-гладкая функция на отрезке [-π;π].

image

image

image

для четной функции image

для нечетной функции image

image, где image

image

Функция f(x) периода T=2l, непрерывная или с конечным числом точек разрыва на отрезке [-l;l] имеет вид: image

Пусть функция f(x), заданная на отрезке [a;b] - кусочно-монотонная.
Рассмотрим произвольную периодическую кусочно-монотонную функцию f1(x) ( 2Т≥Ib-aI), совпадающую с f(x) на [a;b]). Так функция f(x) была дополнена. сейчас разложить функцию f(x) в ряд Фурье представляется возможным.
image

линейные нормированные пространства
Линейное пространство с нормой ||.|| называется нормированным пространством.
1216993

банаховы
Полное нормированное пространство называется банаховым. Matematika-1-klass-urok-presentatsiya-tochka-pramaya-liniya-krivaya-otrezok-luch-9

гильбертовы
Полное евклидово пространство бесконечного числа измерений называется гильбертовым.
1462273206144955170

последовательности
6BkpGHWq-580

сходящаяся почти всюду последовательность unnamed (1)

сходящаяся последовательность 4625

фундаментальная последовательность depositphotos_256474612-stock-illustration-isometric-business-people-pushing-cubes

ОРТОГОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Вектора x и y называются ортогональными, если (x, y) = 0. Система ненулевых векторов {xβ} из L называется ортогональной, если (xβ, xγ) = 0 при β ≠ γ. 4299_511672283

ОРТОГОНАЛИЗАЦИЯ ГРАММА-ШМИДТА
image

В конечном евклидовом пространстве существует ортонормированный базис.
png-clipart-three-dimensional-space-cartesian-coordinate-system-unit-north-arrow-angle-text

Построение ортонормированного базиса по данным векторам
image

Модифицированный алгоритм ортогонализации image

Основной алгоритм ортогонализации image

Разложение функций в степенной ряд.
Тейлора. Ряд Маклорена
👥
image

Если функция f(x) в некотором интервале раскладывается в степенной ряд по степеням (x-a), то это разложение единственно и задается формулой:
image
Данная формула называется ряд Тейлора.
image

Свойства ряда Тейлора:


1)Если f есть аналитическая функция во всякой точке a, то ряд Тейлора этой функции во всякой точке a области определения f сходится к f в некоторой окрестности a.


3)У этой функции каждые производные в 0 равны нулю, поэтому коэффициенты ряда Тейлора в точке a=0 равны 0.
4)Если у функция f(x) есть непрерывные производные вплоть до (n+1)-го порядка, то эту функцию можно разложить в степенной ряд по формуле Тейлора.


На практике процентах в 95-ти приходится иметь дело с частным случаем формулы Тейлора, когда a=0:
image
Этот ряд получил известность благодаря шотландцу Маклорену. Разложение Маклорена также называют разложением Тейлора по степеням x.
image

ОПРЕДЕЛЕНИЕ:Степенным рядом называют ряд изображение_2021-05-19_223007 члены которого – степенные функции, расположенные по возрастающим целым неотрицательным степеням x, а 𝑐0, 𝑐1, 𝑐2, 𝑐𝑛 - постоянные величины. Члены степенного ряда определены на всей числовой прямой. image image

Простейшие примеры:image

Интервал сходимости - это интервал, в каждой точке которого степенной ряд сходится, причем абсолютно. На каждом из концов этого интервала ряд может как сходиться (абсолютно или условно), так и расходиться. Вне этого интервала ряд расходится. image

Радиус сходимости, если совсем просто, это половина длины интервала сходимости:
𝑅=(𝑏−𝑎)/2 image
image

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Функиональные ряды
image

Сходимость image

Область сходимости

Равномерная сходимость

Достаточные признаки сходимости общих рядов image

Признак Даламбера признак даламбера

Признак Коши признак коши

ПРИМЕНЕНИЕ

Разложение функции в ряд Фурье является важнейшей частью алгоритмов оцифровки изображений.
image

ПРИМЕНЕНИЕ

Применение в жизниimage

Применение:
У метрики множество применений. Она используется, например, в инструментах визуализации (в том числе картах Кохонена). Которые в свою очередь применяются при разработке компьютерных игр, а также для решения задач моделирования, прогнозирования и др. base_6042c1537a

информационной безопасности: с помощю данного метода создаются алгоритмы приведения базиса решетки для протоколов безопасности. image

Применение:
Универсальная нелинейная модель на основе функциональных рядов
Универсальную модель в виде ряда Вольтерра можно сформировать либо для каждого парциального двухполюсного и многополюсного нелинейного элемента с последующим подсоединением к линейной части модели, либо для всей нелинейной системы (путем нахождения ядер Вольтерра).

Областью сходимости функционального ряда называется совокупность E (E ⊂ X) всех значений аргумента x, при которых ряд облсход сходится, и тем самым на этом множестве определена функция S(x), которая является суммой ряда.

Функциональный ряд сходится, если сходится последовательность его частичных сумм. Если эта сходимость равномерная, то и ряд называется равномерно сходящимся.

Определение
Выражение функц ряд состоящее из членов функциональной последовательности, называется функциональным рядом.

На основании теории рядов созданы таблицы числовых значений логарифмических, тригонометрических, показательных функций, таблицы квадратных и кубических корней и т.д. Данные справочные таблицы успешно используются инженерами в профессиональных расчетах, наряду с вычислительными устройствами.