26.11.96 , " " .1 P1 P1 P1 q P1 ? P1 ZZZ

26.11.96 ,
š‰ŒŽ˜……š˜…€
"š…‰Œ˜‚ˆ‰€ š…˜Žš„… „‰˜…” ‰˜…ˆ" ‡„ …˜š”
1
š‹˜’Ž €‰„ fen gn=1 ™ ‡‰ .R Œ’Ž š‰Ž‰” „Œ”‹Ž ‡˜Ž V ‰„‰
.1
1
n = 1; 2; ::: Œ‹ ˜…’ hf; en i = 2n ‰‰—Ž f 2 V ˜…ˆ—……„™ ‡‰ .V  „˜…‚‘
['—
25]
kf k š€ ™‡ (€)
.kf + e10 k š€ ™‡ ()
.
-------------------------------------------:…˜š”
kf k =
2
P1
n=1 jhf; en ij =
2
14
P1 1
1 2
=
=
= 31 :
(
)
n
n
n=1 4
n=1 2
1? 1
4
kf k = p13
‹Œ ,Œ‘˜” š…„† šŽ‰‰—šŽ „˜…‚‘ š‹˜’Ž„™ ……‹Ž (€)1
P1
.
†€ (.‰˜ˆŽ…€‚ ˜…ˆ Œ™ …‹‘)
()1
kf + e10 k = hf + e10 ; f + e10i = hf; f i + hf; e10 i + he10 ; f i + he10 ; e10 i:
2
kf k + 2hf; e10 i + 1 = + 2 2
˜™€‹
kf + e10k =
2
Œ „……™ Œ''„ ‰…ˆ‰„
1
2
1
3
10
R
+ 1 = + 2?9:
4
3
Œ’Ž ‡˜Ž
q
kf k =
.
P1
n=1 n
™
‰Œ—Ž
Œ‘˜”
š…„†
‰”Œ
…™
10 = (1 +
( .
.„Œ€™„
10 )
1
2
2
…
š€
n 6= 10
˜…š”Œ
4
3
V
™ ……‹Ž
+ 2?9
𔑅 Š˜ƒ
n =
Œ‹ ˜…’
?
‹Œ
™‰)
1 2
2n
:…‰„ ‰ˆƒ…ˆ‘„ ˜— š…‡‰‹™ š…‰…’ˆ
‚…
kf k 6=
P1
n=1 jhf; en ij
.šŽ‰‰—šŽ Œ‘˜” š…„† ’…ƒŽ …˜‰‘„ €Œ .1
ŒŒ‹
Š˜ƒ™
—…ƒŒ
€)
:„…‹
€Œ
„˜…–
Œ‘˜”
š‡‘…
(.‰Ž’”Œ …š‹™ ‰˜ƒŒ ƒ…‚‰
š€
…š‹
…€
.2
kf k 6= jhf; en ij
Œ‹ … ‰™Žš™Ž… ‰‘‰‘ „‹ ‚™…Ž €…„ ‰˜ˆŽ…€‚ ˜…ˆ .‰˜ˆŽ…€‚ ˜…ˆ Œ™ …‹‘„ Œ™ €‡‘…„ š€ …˜‹† €Œ .3
.…š…€ ƒ…ŽŒŒ… ˜…†‡Œ ƒ€Ž ‰€ƒ‹™ ,„† ’…–—ށ —˜ €Œ ,„˜„ Š‹
-------------------------------------------.˜…ˆ Œ‹ Œ™ …‹‘„ Š˜’ š€ €–Ž .‘‹šŽ ‰€„ ‰˜…ˆ„ Ž ƒ‡€ Œ‹ ’…ƒŽ ˜‘„
1
X
['— 25]
.2
1 x9 ex3 e?inxdx ein=2 (€)
n=?1 2 ?
1 1 Z
X
9 x3 ?inx
in ()
x
e
e
dx
e
n=?1 2 ?
Z
--------------------------------------------
€…„
f
f (x) = x
Œ™ ‰‘—Œ”Ž…—„ „‰˜…” ˜…ˆ †€ .
f (x) 1
X
n=?1
„”‰–˜ (š‰˜ˆŽŒ€ „‰–—…”‹)
f
cneinx =
9
ex3
‰''’
f : [?; ] ! C
:…˜š”
„‰–—…”„ š€ ˜‰ƒ‚ € (€)2
1 X
1 Z t9 et3 e?inxdt einx
n=?1 2 ?
„‰–—…”„ „† „˜—ށ
x = 2
.
˜™€‹
(P 1)
)3

˜…ˆ„
(P 1)
€…„ (€) ˜…ˆ„ ‹Œ
˜…ˆ„ ˆ”™Ž …š…€ ‰”Œ… ‰Ž‰‰—šŽ „Œ‹‰˜‰ƒ ˆ”™Ž ‰€š Œ‹ ‹Œ .„Œ™ „˜ƒ‚„„ …‡š „”‰–˜
f( ) =
.
2
? 9
2
e( 2
f0
š˜†‚„ ‚…
Œ „……™ …Œ™ …‹‘„… ‘‹šŽ
„Œ‹‰˜‰ƒ
ˆ”™Ž
™Žš™„Œ
.
˜™”€
x=
…™
.
„–—
„ƒ…—
(P 1)
˜…ˆŒ
„……™
f ((?)+0)+f (?0) = f (?)+f () = 9 (e3 ?e?3 )
2
2
2
…š„
˜…ˆ„
’”„
()2
Œ ’”„ „……™ …‹‘„ …‰”Œ™
„Œ€™ š…‡‰‹™
:…†
:…† „Œ€™
š…‡‰‹™ š…‰…’ˆ
š…‰…’ˆ
‚
Љ˜–™
…™‰‡…
…‡‹™
Œ€
Œ˜‚ˆ‰€
„”‰–˜
x ! ?x
„‰–—…”„™
…š‹
Œ™ŽŒ
,‰‰—Œ‡
‰˜‘„
…š‰
.‰™ŽŽ
x
Œ‹ ˜…’
ŒŒ‹
‰˜‘„
…š‰
€Œ
.š˜†‚„ Œ’ ‰€š
„š™Ž
š”Œ‡„
…’–‰
„†
ŒŒ‚…
,„‰˜…”
‰Žƒ—ŽŒ
fi( 2 )
h
R
P
9 t3 ?inx dt einx
1
x9 ex3 = 1
n=?1 2 ? t e e
„‡‘…„ š€
…—ށ
.
…Ž‹
…€
™
f (? )
2
…‹
…˜‹†
€Œ
š€ '€ “‰’‘
…š‹™ ‰‡ ™‰ :„˜’„
x 2 (?; )
.…†„ „€‰‚™„ Œ’ š…ƒ…— …ƒ˜…„ €Œ .
˜…’ —˜ …‹ „† …‰……‰™
--------------------------------------------
.3
a0 + P1 (an cos nx + bn sin nx) „‰˜…” ˜…ˆ ‰Žƒ—Ž„ Œ‹ š€ ™‡ (€)
n=1
2
['— 35]
„‰–—…”„ Œ™
x 2 [0; ] Œ‹ ˜…’ u(x) = x … x 2 [?; 0) Œ‹ ˜…’ u(x) = 0 ‰"’ š˜ƒ‚…Ž„ u : [?; ] ! C
„‰˜…” ‰˜…ˆ ™‰ [?; ] Œ’ F … f š…”‰–˜„ š…‰–—…”Œ™ ‡‰ ()
P1
P
A
0
F (x) 2 + n=1(An cos nx + Bn sin nx) … f (x) a20 + 1
n=1 (an cos nx + bn sin nx)
š…™…˜ƒ„ š…€‡‘…„ š€ ‡‹…„… €–Ž .x 2 [?; ] Œ‹ ˜…’ F (x) = f (?x) ™ ‚ ‡‰ .„Ž€š„
.n Œ‹ ˜…’ ‰’…ƒ‰ bn … an ‰Žƒ—Ž„ ˜™€‹ n Œ‹ ˜…’ Bn … An ‰Žƒ—Ž„ š€ ™‡Œ ‰ƒ‹
.
š…‰–—…”„ Œ™ „‰˜…” ‰Žƒ—Ž Œ‹ š€ ,Œ˜‚ˆ‰€ “€ ™‡Œ ‰ŒŽ ,() … (€) ‰”‰’‘„ š˜†’ ™‡ (‚)
x 2 [?; ] Œ‹ ˜…’ w(x) = x … v(x) = jxj ‰"’ š…˜ƒ‚…Ž„ w … v
.
--------------------------------------------
R
R
xdx = x22 j0 = 2
a0 = ? u(x)dx = 0
n2N
?
R
R
R sin nx 1
1 x sin nx 1
=
x
cos
nxdx
=
j
an =? ? u(x) cos nxdx
0 ? 0
0
n
n dx
1
cos nx 1
n
= 0 ?R 0 + n2 j0 = n2 ((R?1) ? 1) :
?
R
bn =1 ? u(x) sin nxdx = 1 0 x sin nxdx = 1 ? x cosn nx j0 + 0 cosnnx dx
n+1
n
n
= 1 ? (?n1) + 0 + sinn2nx j0 = ? (?n1) = (?1)n :
1
.
1
,
‰”Œ
(.š…˜‡€
š…™‰‚
š…‰’„
„Ž
„ˆŽŒ
(€) :…˜š”
1
Œ‹Œ .‰—Œ‡ ‰”Œ „‰–˜‚ˆ‰€ ™Žš™ ‰Žƒ—Ž„ ˜š‰ ˜…’
˜‰‘)
.‰Žƒ—Ž„
˜…’
š…€‡‘…
€‹
™Žš™„Œ ‰…–˜
ƒ€Ž
()
n=0
n2N
An = ? F (x) cos nxdx = ? f (?x) cos nxdx:
tR= ?x
R ?
R ?
1
1
1
An = f (t) cos(?nt) (?1)dt = ? f (t) cos ntdt = ? f (t) cos ntdt = an:
1
™ Œ—
R
1
R
˜…’ ‚… ,
™ ’…
R
R
R ?
Œ‹ ˜…’ ,‰…š„
„š™Ž„ š”Œ‡„ ‰”Œ
™ Œ— „Ž…ƒ ”…€
= ? f (?x) sin nxdx = f (t) sin(?nt) (?1)dt =
BnR = ? F (x) sin nxdx
R
?
1
1
f (t) sin ntdt = ? ? f (t) sin ntdt = ?bn .
1
1
€‡‘…
x
1
…—ށ
?x
-----------------------------
‰–„Œ ˆ…™” Љ˜–™ …’ˆ ‰ˆƒ…ˆ‘ „˜„ ' “‰’‘)
1
X
a
0
f (x) 2 + (an cos nx + bn sin nx)
n=1
(P 2)
™ …’ˆŒ Œ‹… ‰Œ…€ †€
1
X
a
0
f (?x) 2 + (an cos n(?x) + bn sin n(?x))
(P 3)
n=1
"‰Žƒ—Ž
„€……™Ž„ …™‰˜
Š‹
(š…”‰–˜
.„…‹
š…‰–—…”
[?; ] x
.
f
F (x) = f (?x) F (x) A20 + P1
n=1 (An cos nx + Bn sin nx)
Bn = ?bn An = an
š……™„Œ" Œ‹…

Ϊ
…
€Œ …†
…Œ‰”€) š…‰–—…”
‰…™
„‰–—…”Œ ‰˜…™—
„™‰‚ Œ€
‰‹˜’
bn an
…
“…‘
‰€
.
…
š…Ž‰‰—…
˜…’
‰Žƒ—Ž„™
Œ''„ š…€‡‘…„ š…€ š€
.€‡‘…
‘‹šŽ
€Œ
˜…ˆ„
(P 2)
š…‘‹š„

„‰–Ž˜…”‰€„ š€ …™˜Œ
‰‚Œ
…™˜™
˜…ˆ
˜ƒ
…™
…š…€
š˜–…—Ž Š˜ƒ
Œ—Œ
˜Ž…€
,„Œ™
—˜ €‰„
™ ……‹Ž…
€Œ
„‰˜…”
(P 2)
Š‹…
(P 2)
˜…ˆ™
„€……™Ž„
(š…Œ‰‚˜„) š…€‡‘…„ ‰ƒ‰ Œ’
Z Z 1
1
an = f (x) cos nxdx bn = f (x) sin nxdx:
…
?
(P 2) x
Œ™ ƒ…’ š‹ŒŒ ‰–…˜ € .

…—ށ
?x
(P 4)
?
(P 3)
…Ž™˜™ €‰„
…Ž‹ „‡‘… ™˜”Œ „ƒ‰‡‰„ Š˜ƒ„ †€
™ ’… „†Ž™ …’ˆŒ…
???f (?x) a20 +
—‰ƒ–„Œ
‰˜…ˆ
Š˜ƒ„…
Ϊ
(P 4)
š…ƒ‰‡‰„
Œ
š…‰‚…Œ€
ˆ”™Ž
˜†’„Œ
1
X
(an cos nx ? bn sin nx) ???
(P 5)
n=1
š…€‡‘…
Ϊ
˜™”€™
…’ˆ
˜–…—Ž
…™‰˜
‰‡
„™’ŽŒ
˜”‘Ž
.Œ‰’Œ
€‰„
…†‹
€‡‘…™
„Ž…™˜™
„‡‹…„„
˜…‹†Œ
—…‰ƒ
Љ˜–
„†
†€
„š…€
„š…€ „™’ŽŒ „ †€ „‰˜…” ‰Žƒ—Ž š…€ š…‰–—…” ‰š™Œ ™‰ €™ (‰Ž‰€šŽ ‰€š) ˜Ž…€ „† ˆ”™Ž .„‰˜…”
[?; ]
‰š™ …Œ ™‰ .š˜‡€ „‰’„ €‹ Œ€ .
.
F
Œ™ „‰˜…” ˜…ˆ €…„
(P 5)
.Š˜…– ‰€ ˜‹ †€ Œ€
 š…ƒ…— Œ™ ‰”…‘ ˜”‘ށ ‰Œ…€ ˆ˜” …†Œ
 …™˜„ ˜…ˆ„™ ‡‰‹…„Œ ƒ…—
Bn = ?bn: An = an
…
‰‹‰˜– …‡€
€''†
…† š……™… ,„‰–—…”
F f
.
…
š……™
š…‰–—…”
™ ƒ‰‚„Œ… š…ƒ‰‡‰„ ˆ”™Ž š€ Œ‰’”Œ ˜š…Ž †€ —˜
-----------------------------
™ Œ ‰™Œ Љ˜– „† “‰’‘Œ …˜š” (‚)
w(x) = u(x) ? u(?x) v(x) = u(x) + u(?x)
Bn = ?bn An = an u
b n an
x 2 [?; ]
u(?x)
P1
(a0 +A0 )
v(x) 2 + n=1((an + An) cos nx + (bn + Bn) sin nx)
…
„
…
…
Ϊ
„‰˜…” ‰Žƒ—Ž
š€
‰Ž‘Ž
…
€
,†€
.
™ (‰Œ˜‚ˆ‰€ Œ™ š…‰˜€‰Œ„ ŒŒ‚) Œ—
Œ™ ‰Žƒ—Ž„
a0 + P1 2an cos nx = + P1 2((?1)2n?1) cos nx
n=1
n=1 n
2
2
‹Œ…
a0?A0 ) + P1 ((a ? A ) cos nx + (b ? B ) sin nx)
n
n
n
n=1 n
2
„Ž…ƒ ”…€
v(x) 2
w(x) (
.
Œ‹ ˜…’
P1
w(x) n=1 2bn sin nx =
.
P1
‹Œ…
?
n=1 2 n sin nx
( 1)n
---------------------
„‰–—…”
Ϊ
„‰–—…”„
„‰˜…”
š€
‰Žƒ—Ž™
‰™Ž
€
š…€‰‚™ š…™’Œ š…Œ—
™‰‚ƒ„Œ
.’ˆ—„
Œ‹
……–˜
Œ’
,‰‡„
„‰–—…”„
Ž
š…‚„š„
—Œ‡
Œ’
Œ–€
„†
“‰’‘
„‰–Ž˜…”‰€
š…€‰‚™
"‰˜‚…€"
˜”‘ŽŒ
[?; ]
„…‚š‹
’ˆ—„
Œ’
Œ‹
˜™”€ .‰Žƒ—Ž„ Œ‹
Œ‹ ‰…‰™Œ …˜‚‰ ˜ƒ„™ ‹š‰ ’ˆ—„ Œ™ ˆ— ƒ€Ž —Œ‡ …Œ‰”€
.’ˆ—
šš Œ‹
"‰ƒ˜”" Œ…‹‰‹
˜…’
x
š…Œ …‘‰™ ‰‡ …‰„) .
x 2 [?; 0)
(!!!!!!!!
‰Žƒ—Ž
™‡Œ…
‰’ˆ—
 €Œ
€Œ ”…€ …™ Œ€ ,…Ž‹
˜™€‹ ‰…™
‰…™ ‰‹˜’…
2 [0; ] x
ššŒ
n
’ˆ—„
 ‰…Œš
š€
—Œ‡Œ
,‰’…—
‰‘Ž
€ ŒŒš„Œ…
„ ‰Žƒ—Ž„ „‰˜…” ˜…ˆ
˜™€‹ ‰Ž‰…‘Ž ‰‹˜’ ‰Œ—Ž ‰Žƒ—Ž „™ ‰˜…ˆ
---------------------
-------------------------------------------['— 15]
—ސ ?
.4
[?; ] Œ’ „……™ „ƒ‰Ž ‘‹šŽ (3 „Œ€™Ž) v(x) = jxj „‰–—…”„ Œ™ „‰˜…” ˜…ˆ €„ (€)
.Šš…™š š€
—ސ ?
[?; ] Œ’ „……™ „ƒ‰Ž ‘‹šŽ (3 „Œ€™Ž) w(x) = x „‰–—…”„ Œ™ „‰˜…” ˜…ˆ €„ ()
.Šš…™š š€
--------------------------------------------
‰‡
Dirichlet
„˜„
.
:…˜š”
ˆ”™Ž
€Œ
€Œ „†™
™‰‚ƒ
.š…€–˜„
ƒŽŒ™
ˆ”™Ž
™Žš™„Œ Љ˜–
'€4 „Œ€™
.—‰…ƒŽ… €ŒŽ ‡…‘‰ …‰™‹’ …™˜ ‹Œ .ˆ”™Ž„ Œ™ —‰…ƒŽ„ …‹„ ‡…‘‰„ š€ …’ƒ‰ €Œ
:™ ‡‰
f : [?; ] ! C
„‰–—…” „…š :ˆ”™Ž
[?; ] Œ’ „”‰–˜ f (1)
f (?) = f () (2)
0
š…ƒ…— Œ™ ‰”…‘ ˜”‘ŽŒ ‰Œ…€ ˆ˜” x 2 [?; ] „ƒ…— Œ‹ ˜…’ šŽ‰‰— f (x) (3)
f 0 (x?) := limh!0;h>0 f 0 (x ? h) … f 0 (x+) := limh!0;h>0 f 0 (x + h) š…Œ…‚„ ˜Ž…Œ‹ ,f 0 2 E (4)
x 2 [?; ] Œ‹Œ f 0 (x+) = f 0 (x?) … (f Œ™ š…˜‰†‚-‰€ š…ƒ…— ŒŒ…‹) x 2 [?; ] Œ‹ ˜…’ š…Ž‰‰—
.š…ƒ…— Œ™ ‰”…‘ ˜”‘ŽŒ ‰Œ…€ ˆ˜”
[?; ] Œ’ „……™ „ƒ‰Ž f
.
(4)
˜…’
.(3)
…
(2)
,(1)
‰€š„
š€
šŽ‰‰—Ž
f 0 (x+) = f 0 (x?) 0 6= x 2 [?; ]
,
Œ‹…
(.‰Œ‰Œ™
˜™€‹
v
.‰‰‡˜‹„
€Œ
Œ€
,‰—‰”‘Ž
‰€š
„‰–—…”„™
š˜‡€ „ƒ…—
.
€''†
f Œ™ „‰˜…” ˜…ˆ Œ™ ‰‰—Œ‡„ ‰Ž…‹‘„ †€
f (x) = v(x) = jxj
f 0 (0+) = 1 f 0 (0?) = ?1
x
?1
x
1
Œ ‰‘‹šŽ
š…€˜„Œ
…
… ‰…‰‡
,„€„
€Œ
€Ž‚…ƒ„
x=
š€
Œ™ŽŒ
f
.
˜™€‹
…—ƒ‰
.‰‰—šŽ
Œ
‰™
€…„ “š…™Ž„ Š˜’„)
Œ''„
ˆ”™Ž„™
™‰‚ƒ„Œ
…–˜
()
“‰’‘Œ
f
…˜š”Œ
(2) ‰€š„ ‰‹
š‡€ „ƒ…— „‹˜’ š€ „™… '€ “‰’‘
v
™''ށ ‘‹šŽ €Œ
w
€…Ž‹
š…‰–—…” š…Ž‰‰—
š˜‡€ „‰–—…”Œ š…‘‹š„ ™‰ ‰Ž‰…‘Ž ‰˜—ށ)
€Œ
“‰’‘
Œ™ „‰˜…” ˜…ˆ Œ™ „……™ „ƒ‰Ž š…‘‹š„ ‡‰ˆŽ ˆ”™Ž„ †€
š…
Œ …—ށ
(€)4
™
‰‘‹šŽ „Œ™ „‰˜…” ‰˜…ˆ š€† Œ‹ Œ€ ˆ”™Ž„ Œ™ ‰€š„ Œ‹ š€ š…މ‰—Ž €Œ ˜™€
˜™€‹ ˜„†„Œ Љ˜– „† ŒŒ‚ (
Œ—
.„……™ „ƒ‰Ž
Œ™ „‰˜…” ˜…ˆ™
‰’…ˆ
„‰–—…”„ š€ ‡—‰ € :"š‰š…‹€ŒŽ" š–— €‰„ Ž€
.ˆ”™Ž„ Œ™ (2) ‰€š„ š€ …Œ—Œ— …‰™‹’™ š…˜ŽŒ ,ƒ…—‹ ™"ށ ‘‹š‰ ˜…ˆ„ †€ ,„‰˜…” ƒ—Ž …™ „™
:’…ƒŽ ˜‘„„ „„ .™"ށ ‘‹šŽ €Œ šŽ€ ' “‰’‘
w
Œ™ ˜…ˆ„
W (x) = w(x) = ˜™€‹ W (x) Œ ‘‹šŽ ˜…ˆ„ x 2 R „ƒ…— Œ‹ ˜…’ ,„Œ‹‰˜‰ƒ ˆ”™Ž ‰”Œ ,ƒ…—
˜Ž…Œ‹ ,˜™‰„ Œ‹Œ w Œ™ š‰˜…†‡Ž „‡˜„ W … W (? ) = W ( ) = 0 … x 2 (?; ) Œ‹ ˜…’ x
.x 2 R Œ‹Œ W (x + 2 ) = w(x)
Œ™ ‰‰—Œ‡„ ‰Ž…‹‘„ Œ™ š…‰˜…†‡Ž„ ŒŒ‚ ,†€ [?; ] Œ’ ™"ށ ‘‹šŽ „‰„ w Œ™ ˜…ˆ„ …Œ‰€
‰Ž…‹‘„ .˜™‰„ Œ‹ Œ’ ‚ W Œ ™"ށ ‘‹šŽ ˜…ˆ„™ ’… „‰„ ,W Œ…‚„ š‰–—…” Œ™ ‚… ˜…ˆ„
š‰–—…” ‚ †€ ™"ށ ‰‘‹šŽ …‰„ …Œ‰€ .˜™‰„ Œ‹ Œ’ š…”‰–˜ š…‰–—…” Œ…‹ ˜…ˆ„ Œ™ ‰‰—Œ‡„
W
Œ€ (.™"ށ š…‘‹š„ Œ’ ‰‘‰‘ ˆ”™Ž ‰”Œ š€†) .„”‰–˜ „‰–—…” š…‰„Œ „‹‰˜– „š‰„ Œ…‚„
.™"ށ €Œ š…‘‹š„„ ‹Œ
š…ƒ…— „”‰–˜ €Œ