函数展开成傅里叶级数,只有当给定的函数是定义于(-∞,+∞)的周期函数的时候,展开式才是唯一的,否则展开式并不是唯一的,这点似乎大多数学高等数学的人没有真的弄明白。
如果题目是:将函数f(x)=2sin(x/3)展开成傅里叶级数,答案是唯一的,可以有一个标准答案,结果与标准答案不符合的解法都是错误的;
如果题目是:将函数f(x)=2sin(x/3)在区间(-π,π)展开成傅里叶级数,我们理解为2sin(x/3)只是f(x)在区间(-π,π)内的表达式,在这区间之外,f(x)的表达式不知道,要把f(x)展开成傅里叶级数,先要把它延拓成周期函数,按不同的周期延拓,就会得到不同的展开式,答案不是唯一的,实际上这时答案有无穷多种,如果你仍然按周期为6π展开,没有什么不可以的。
问题是,题目不应该会这样出的,它一定还会给另外的条件使答案唯一,你可能抄题目的时候忽略了这样一个重要的条件。例如题目是:将函数f(x)=2sin(x/3)在区间(-π,π)展开成周期为2π的傅里叶级数,这时展开式就是唯一的了,如果你仍然按6π的周期展开,当然是错误的了,因为没有满足题目的要求。
其实这道题目的意思就是展开成以2派为周期的函数!你的思路很正确,只是忽略了一点,求出的bn并不是为零的!因为sinx/3的周期是6派,而积分区间长度只有2派,所以积分结果并不为零。当m与n不等时,sinmx*sinnx在2派的区间长度内积分为零是因为2派是sinmx和sinnx周期的整数倍(这里默认周期是最小正周期)。所以你只需按这种方法计算出bn就行了