TU Wien:Analysis 2 UE (diverse)/Übungen SS23/Beispiel 164

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Mit Hilfe des Resultats der vorhergehenden Aufgabe sowie geeigneter Rechenregeln für Fourierreihen bestimme man die Fourierentwicklung für den gleichgerichteten Cosinus |cos⁡t| und für den gleichgerichteten Sinus |sin⁡t| jeweils in Sinus-Cosinus-Form und in Exponentialform.

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{{Beispiel|1=
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zu (im Falle einer korrekten, unverifizierten Lösung "solved". Auch möglich "unsolved", "wrong", "verified_by_tutor". Alle möglichen Werte sind hier: Vorlage:Beispiel dokumentiert.)

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}}


Wenn g(t)=f(t+a), dann ist ck(g)=ck(f)⋅eikωa.

Wenn h(t)=f(t)+g(t), dann ist ck(h)=ck(f)+ck(g).

Lösungsvorschlag

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Aus Beispiel 26 folgt für den einweggleichgerichteten Cosinus:

ck=c−k={1πk=014k=10k ist ungerade(−1)k2π(1−k2)k ist gerade

zweiweggleichgerichtete Cosinus

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Der zweiweggleichgerichtete Cosinus ergibt sich durch simple Addion eines zweiten um π verschobenen einweggleichgerichteten Cosinus:

c'k=c'−k=ck+ck⋅eikπ=ck(1+eikπ)={1π(1+ei0π)k=014(1+eiπ)k=10⋅(1+eikπ)k ist ungerade(−1)k2π(1−k2)(1+eikπ)k ist gerade={1π(1+1)k=014(1−1)k=10⋅(1−1)k ist ungerade(−1)k2π(1−k2)(1+1)k ist gerade={2πk=00k ist ungerade2(−1)k2π(1−k2)k ist gerade

a'k=c'k+c'−k={4πk=00k ist ungerade4(−1)k2π(1−k2)k ist gerade

b'k=c'k−c'−k=0

zweiweggleichgerichtete Sinus

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Der zweiweggleichgerichtete Sinus ist zum entsprechenden Cosinus um π2 verschoben:

c′'k=c'k⋅eikπ2={2πei0π2k=00⋅eikπ2k ist ungerade2(−1)k2π(1−k2)eikπ2k ist gerade={2πk=00k ist ungerade2(−1)k2π(1−k2)(−1)k2k ist gerade={2πk=00k ist ungerade2π(1−k2)k ist gerade

a′'k=c′'k+c′'−k={4πk=00k ist ungerade4π(1−k2)k ist gerade

b′'k=c′'k−c′'−k=0