Szeregi Fouriera
from random import choice
from IPython.display import display, Markdown, Latex
import generator_zadan.generatory as gz
print(gz.__version__)
0.2.11
ile_zadan_przykladowych = 10
zadanie = gz.szereg_Fouriera(
typ_l=choice([0, 1, 2, 3, 4]),
typ_p=choice([0, 1, 2, 3, 4]),
bez_wykresu=True,
tylko_koncowy=True)
Show code cell source
print("\033[34m** Zadanie **" + '*' * 81 + '\033[0m')
print(zadanie[0])
print("\033[34m*\033[0m" * 95)
print("\033[32m** Rozwiązanie **" + '*' * 78 + '\033[0m')
print(zadanie[1])
print("\033[32m*\033[0m" * 95)
** Zadanie ***********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
\[
f(x)=\left\{\begin{matrix}
- x - 1 & \textnormal{ dla } & x\in\left(- \frac{\pi}{2},0\right]\\
- \cos{\left(x \right)} & \textnormal{ dla } & x\in\left(0,\frac{\pi}{2}\right]
\end{matrix}\right.
\]
o okresie zasadniczym $2T=\pi.$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************
$a_0=\frac{2 \left(- \frac{\pi}{2} - 1 + \frac{\pi^{2}}{8}\right)}{\pi},\quad a_n=\frac{2 \left(8 \left(-1\right)^{n} n^{2} - \left(-1\right)^{n} - 4 n^{2} + 1\right)}{\pi \left(16 n^{4} - 4 n^{2}\right)},\quad b_n=\frac{- 8 n^{2} + \left(4 n^{2} - 1\right) \left(- 2 \left(-1\right)^{n} + \left(-1\right)^{n} \pi + 2\right)}{2 \pi n \left(4 n^{2} - 1\right)},$\\
$S(x) = \frac{\left(4 - 3 \pi\right) \sin{\left(2 x \right)}}{6 \pi} + \frac{\left(-32 + 15 \pi\right) \sin{\left(4 x \right)}}{60 \pi} + \frac{\left(68 - 35 \pi\right) \sin{\left(6 x \right)}}{210 \pi} - \frac{5 \cos{\left(2 x \right)}}{3 \pi} + \frac{2 \cos{\left(4 x \right)}}{15 \pi} - \frac{53 \cos{\left(6 x \right)}}{315 \pi} + \frac{- \frac{\pi}{2} - 1 + \frac{\pi^{2}}{8}}{\pi} + \dots $\\
\includegraphics[width = 224pt]{../pics/szereg_Fouriera_1_funkcja}
\includegraphics[width = 224pt]{../pics/szereg_Fouriera_1_inf}
***********************************************************************************************
Show code cell source
for i in range(1, ile_zadan_przykladowych + 1):
zadanie = gz.szereg_Fouriera(
typ_l=choice([0, 1, 2, 3, 4]),
typ_p=choice([0, 1, 2, 3, 4]),
bez_wykresu=True,
tylko_koncowy=True,
nr_zadania=i)
print(f"\033[34m** Zadanie {i} **" + '*' * 80 + '\033[0m')
display(Markdown(zadanie[0].split('\n')[0]))
display(Latex('$$' + zadanie[0].split('\[')[1].split('\]')[0] + '$$'))
display(Markdown(zadanie[0].split('\n')[7].replace('$', '$$')))
print("\033[34m*\033[0m" * 95)
print("\033[32m** Rozwiązanie **" + '*' * 78 + '\033[0m')
display(Latex('$' + zadanie[1].split('$')[1] + '$'))
display(Latex('$' + zadanie[1].split('$')[3] + '$'))
display(Markdown(f''))
display(Markdown(f''))
print("\033[32m*\033[0m" * 95)
** Zadanie 1 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=2 \pi.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 2 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=3 \pi.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 3 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=2.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 4 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=\pi.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 5 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=2 \pi.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 6 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=3 \pi.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 7 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=2.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 8 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=4.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 9 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=2 \pi.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************
** Zadanie 10 **********************************************************************************
Rozwinąć w szereg Fouriera funkcję
o okresie zasadniczym $$2T=\pi.$$ Naszkicować wykres funkcji, do której zbieżny jest uzyskany szereg.
***********************************************************************************************
** Rozwiązanie ********************************************************************************


***********************************************************************************************