题目
6.判断题对于任意周期函数f(x),其傅里叶级数一定收敛到f(x)本身。A. 对B. 错
6.判断题
对于任意周期函数f(x),其傅里叶级数一定收敛到f(x)本身。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
本题考查周期函数傅里叶级数收敛性的相关知识。解题思路是明确傅里叶级数收敛的条件,再与题目中“对于任意周期函数,其傅里叶级数一定收敛到函数本身”这一表述进行对比判断。
傅里叶级数收敛并不一定收敛到函数本身,存在一些条件来保证其收敛情况。其中狄利克雷(Dirichlet)收敛定理给出了周期函数$f(x)$的傅里叶级数收敛的条件:
设$f(x)$是周期为$2l$的周期函数,如果它满足:
- 在一个周期内连续或只有有限个第一类间断点;
- 在一个周期内至多只有有限个极值点。
则$f(x)$的傅里叶级数$\frac{a_0}{2}+\sum_{n = 1}^{\infty}(a_n\cos\frac{n\pi x}{l}+b_n\sin\frac{n\pi x}{l})$收敛,并且
- 当$x$是$f(x)$的连续点时,级数收敛于$f(x)$;
- 当$x$是$f(x)$的间断点时,级数收敛于$\frac{f(x^{-}) + f(x^{+})}{2}$,其中$f(x^{-})$和$f(x^{+})$分别是$f(x)$在$x$处的左极限和右极限。
由此可见,并不是对于任意周期函数$f(x)$,其傅里叶级数都一定收敛到$f(x)$本身,只有在$f(x)$的连续点处才收敛到$f(x)$,在间断点处收敛到左右极限的平均值。所以题目表述错误。