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@@ -299,7 +299,7 @@ Wichtige Frage: Wenn $f_n \to f$, gilt dann auch $\int_{a}^{b} f_n \to \int_{a}^
.\] .\]
\end{proof} \end{proof}
\begin{satz} \begin{satz}\label{permutesumint}
Seien $f_n \colon [a,b] \to \R$ stetige Funktionen $(n \in \N)$ und die Reihe Seien $f_n \colon [a,b] \to \R$ stetige Funktionen $(n \in \N)$ und die Reihe
$\sum_{n=0}^{\infty} f_n$ konvergiere gleichmäßig auf $[a,b]$, d.h. die Folge der Partialsummen $\sum_{n=0}^{\infty} f_n$ konvergiere gleichmäßig auf $[a,b]$, d.h. die Folge der Partialsummen
$(\sum_{n=0}^{N} f_n)_{n\in\N}$ sei gleichmäßig konvergent. Dann gilt: $(\sum_{n=0}^{N} f_n)_{n\in\N}$ sei gleichmäßig konvergent. Dann gilt:
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\documentclass{lecture} \documentclass{lecture}
\begin{document} \begin{document}
\newcommand{\K}{\mathrm{K}}
\newcommand{\qnorm}[1]{\left\Vert#1\right\Vert^2}
\newcommand{\norm}[1]{\left\Vert#1\right\Vert}
\section{Fourier-Entwicklung} \section{Fourier-Entwicklung}
\begin{definition}[Periodische Funktionen] \begin{definition}[Periodische Funktionen]
$f: \R \to \K$ heißt $L$-periodisch $(L >0)$ falls $f(x+L) = f(x)$, $\forall x \in \R (\implies f(x+kL) = f(x),\; \forall k\in \Z)$. $f: \R \to \K$ heißt $L$-periodisch $(L >0)$ falls $f(x+L) = f(x)$, $\forall x \in \R (\implies f(x+kL) = f(x),\; \forall k\in \Z)$.
@@ -13,7 +10,7 @@
$$\tilde{f}(x) \coloneqq f\left(\frac{L}{2\pi}x\right) \implies f(x) = \tilde{f} \left(\frac{2\pi}{L}x\right)$$ $$\tilde{f}(x) \coloneqq f\left(\frac{L}{2\pi}x\right) \implies f(x) = \tilde{f} \left(\frac{2\pi}{L}x\right)$$
$$\tilde{f}(x + 2\pi) = f\left(\frac{L}{2\pi}(x + 2\pi)\right) = f\left(\frac{L}{2\pi}x + L\right) \overset{f\; L\text{-per}}{=} f\left(\frac{L}{2\pi}x\right) = \tilde{f}$$ $$\tilde{f}(x + 2\pi) = f\left(\frac{L}{2\pi}(x + 2\pi)\right) = f\left(\frac{L}{2\pi}x + L\right) \overset{f\; L\text{-per}}{=} f\left(\frac{L}{2\pi}x\right) = \tilde{f}$$
\end{bsp} \end{bsp}
Hier betrachten wir deshalb nur $2\pi$-periodische Funktionen $f: \R \to \K$. Weiterhin betrachen wir Funktionen $f:[0, 2\pi]\to \K$, $fin R[0,2\pi]$, $2\pi$-periodisch. Hier betrachten wir deshalb nur $2\pi$-periodische Funktionen $f: \R \to \K$. Weiterhin betrachen wir Funktionen $f:[0, 2\pi]\to \K$, $f\in R[0,2\pi]$, $2\pi$-periodisch.
\begin{bsp}[\underline{Trigonometrische Polynome}] \begin{bsp}[\underline{Trigonometrische Polynome}]
Für $a_k, b_k \in \C$ betrachte Für $a_k, b_k \in \C$ betrachte
\begin{align*} \begin{align*}
@@ -156,7 +153,7 @@ $$F_n(x) = \int_\pi^x \frac{1}{2 \sin\left(\frac{y}{2}\right)} \cdot \sin\left(\
\begin{align*} \begin{align*}
\frac{(x - \pi)^2}{4} - \frac{(y-4)^1}{4} &= \int_y^x \frac{t-\pi}{2}\d t\\ \frac{(x - \pi)^2}{4} - \frac{(y-4)^1}{4} &= \int_y^x \frac{t-\pi}{2}\d t\\
&\stackrel{\ref{HilfslemmaC}}{=} -\int_y^x \sum_{k = 1}^{\infty}\frac{\sin(kt)}{k} \d t\\ &\stackrel{\ref{HilfslemmaC}}{=} -\int_y^x \sum_{k = 1}^{\infty}\frac{\sin(kt)}{k} \d t\\
&\stackrel{\text{glm. Konv.}}{\stackrel{\text{Satz reference 1.3.2}}{=}} \qquad - \sum_{k = 1}^{\infty}\int_y^x\frac{\sin(kt)}{k}\d t\\ &\stackrel{\text{glm. Konv.}}{\stackrel{\text{Satz \ref{permutesumint}}}{=}} \qquad - \sum_{k = 1}^{\infty}\int_y^x\frac{\sin(kt)}{k}\d t\\
&= \sum_{k = 1}^{\infty}\frac{\cos(kx)}{k^2} - \sum_{k = 1}^{\infty}\frac{\cos(ky)}{k^2}\\ &= \sum_{k = 1}^{\infty}\frac{\cos(kx)}{k^2} - \sum_{k = 1}^{\infty}\frac{\cos(ky)}{k^2}\\
\end{align*} \end{align*}
$$\xRightarrow{y \text{ fest}} \frac{(x-\pi)^2}{4} =\sum_{k = 1}^{\infty} \frac{\cos(kx)}{k^2} + C\quad \forall x\in (0, 2\pi), C \text{ konst}$$ $$\xRightarrow{y \text{ fest}} \frac{(x-\pi)^2}{4} =\sum_{k = 1}^{\infty} \frac{\cos(kx)}{k^2} + C\quad \forall x\in (0, 2\pi), C \text{ konst}$$
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\RequirePackage[hidelinks]{hyperref}
\usetikzlibrary{quotes, angles} \usetikzlibrary{quotes, angles}
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\let\cleardoublepage=\clearpage \let\cleardoublepage=\clearpage
%josuas fault, ana3.tex addons
\newcommand{\K}{\mathrm{K}}
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\newcommand{\norm}[1]{\left|\left|#1\right|\right|}