Séries entières et séries de Fourier

Exo 16

Commencez par chercher à résoudre l'exercice par vous-même.

Si vous manquez d'idée pour débuter, consultez l'indice fourni et recommencez à chercher.

Une solution détaillée vous est ensuite proposée.

Soit la fonction définie par : .

Question

Montrer que la fonction est développable en série de Fourier.

Solution

.

La fonction est continue sur et - périodique.

Conclusion : La fonction est développable en série de Fourier.

Question

Déterminer les coefficients de Fourier de la fonction .

Indice

Utilisez le développement en série entière de l'exponentielle.

Solution

On peut remarquer que : , donc : .

Or : , terme général d'une série convergente : .

Donc la série converge normalement sur et sa somme est .

Par définition : .

Donc : .

Or : si et : si .

Conclusion : et : .

L'expression est donc le développement en série de Fourier de .

Question

En déduire que : .

Indice

Utilisez la formule de Parseval.

Solution

D'après la formule de Parseval : .

Or : , donc : .

Donc : . Et la fonction est paire.

Conclusion : .

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