Reeksen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Reeksen

Toon aan:
\( \frac{\pi}{4}=1-\frac{1}{3}+\frac{1}{5}-\frac{1}{7}+....=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{(-1)^n}{2n+1}\)
Tip: maak gebruik van de Fourier reeks van
\(f \left( x \right) =\cases{0&$-L<x$\ and \ $x<0$\cr L&$0<x$\ and \ $x<L$\cr} \Rightarrow f(x)=\frac{L}{2}+\frac{2L}{\pi} \sum_{n=1}^{\infty} \frac{\sin{((2n-1)\pi x)}}{2n-1}\)
Ik heb er nog een, maar misschien kom ik zelf wel uit als iemand deze even wil voor doen.

edit:Ow en ik had de fourierreeks al laten lopen van n=0 tot oneindig. (dan komt die 2n+1 al tevoorschijn)
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Reeksen

\(f\left( x \right) = \frac{L}{2} + \frac{{2L}}{\pi }\sum\limits_{n = 1}^\infty {\frac{{\sin \left( {\left( {2n - 1} \right)\pi x} \right)}}{{2n - 1}}} \Leftrightarrow \sum\limits_{n = 1}^\infty {\frac{{\sin \left( {\left( {2n - 1} \right)\pi x} \right)}}{{2n - 1}}} = \frac{\pi }{{2L}}\left( {f\left( x \right) - \frac{L}{2}} \right)\)
Verschuiven van de index:
\(\sum\limits_{n = 0}^\infty {\frac{{\sin \left( {\left( {2n + 1} \right)\pi x} \right)}}{{2n + 1}}} = \frac{\pi }{{2L}}\left( {f\left( x \right) - \frac{L}{2}} \right)\)
Kies L = 2:
\(\sum\limits_{n = 0}^\infty {\frac{{\sin \left( {\left( {2n + 1} \right)\pi x} \right)}}{{2n + 1}}} = \frac{\pi }{4}\left( {f\left( x \right) - 1} \right)\)
Dan is f:
\(f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}l} 0 & \; {\mbox{elders}} \\ 2 & \; {0 < x < 2} \\\end{array}} \right.\)
Voor x = 1/2 is f(x) = 2 en geldt:
\(\sum\limits_{n = 0}^\infty {\frac{{\sin \left( {\left( {2n + 1} \right)\frac{\pi }{2}} \right)}}{{2n + 1}}} = \frac{\pi }{4} \Rightarrow \sum\limits_{n = 0}^\infty {\frac{{\left( { - 1} \right)^n }}{{2n + 1}}} = \frac{\pi }{4}\)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Reeksen

waarom kies je L=2 en x=1/2?
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Reeksen

de argument van sinus moet door L gedeeld worden. Er staat dus een foutje in mijn vraag.

dan zou jij x=1 kiezen en dan kom je weer op Pi/4 uit.

edit: We mogen voor L alles kiezen denk ik en x kiezen we om van de sinus (-1)^n (hier) te maken.?
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Berichten: 225

Re: Reeksen

Wat je ook kunt doen is:

begin met 1/(1-s)=1+s+s^2+s^3 etc

neem dan s=-r^2 :

1/(1+r^2)=1-r^2+r^4-r^6 etc

integreer :

arctan®=r-1/3r^3+1/5r^5-1/7r^7 etc

Neem r=1 :

pi/4=1-1/3+1/5 etc

Ga na dat integratie-constante=0 en dat geldigheid van 1e vgl voor s<1 blijft gelden.

Succes

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Reeksen

@Lucas

Het moest met de fourier-reeks van de square wave.
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Reeksen

De te bewijzen stelling hangt helemaal niet af van L of x, de Fourierreeks wel.

Dus koos ik L en x zodanig, dat je het gestelde aantoont; lijkt me logisch :D
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.003

Re: Reeksen

logisch ja, bedankt!
I was born not knowing and have only a little time to change that here and there.

Reageer