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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Breve abordagem às séries de fourier e suas aplicaçoes
Autor(es): Cardoso, Castro José Lidaia
Primeiro Orientador: Alves, Manuel Joaquim
Resumo: Com este trabalho pretende-se fazer uma abordagem, de forma simples, à teoria das séries de Fourier e sua aplicação na resolução de vários problemas da física-matemática. No primeiro capítulo faz-se uma digressão às séries de Fourier. Formulam-se e demonstram-se alguns teore­mas, tais como, o teorema sobre a desigualdade de Cauchy-Bunikowskií, teorema de Dini sobre convergência pontual das somas parciais das séries de Fourier e o teorema sobre a convergência uniforme duma série de Fourier. Introduz-se a noção de sistema ortogonal e sistema linearmente independente. Devido a sua relevância faz-se uma rápida revisão sobre o espaço euclidiano L2. Faz-se um estudo exaustivo sobre as somas de Cesàro e o núcleo de Fejér. Demonstra-se que se f(x) é uma função 27r-periódica e contínua, então a soma de Cesàro, gerada por /(x), con­verge uniformemente para f(x). Estudam-se alguns sistemas ortogonais para o caso de duas variáveis e a decomposição de funções em séries duplas de Fourier. No segundo capítulo faz-se uma breve abordagem às funções de Euler de primeira espécie, investiga-se o núcleo e soma de Vallée Poussin. Faz-se um estudo do integral do núcleo de Vallée Poussin e obtem-se uma avaliação do tipo — In (1 4- - ) +1.7. Finalmente, no último, capítulo estuda-se o método de funções próprias. Demonstra-se que o operador de Sturm-Liouville é simétrico e positivo. Ao tratar-se, nas aplicações do método de funções próprias, só de problemas de oscilação e transmissão de calor, partiu-se do pressuposto de que a aplicação da teoria deve incidir, nos primeiros momentos, em fenômenos de simples compreensão. Usando o pacote Maple® constroem-se séries de Fourier geradas por certas funções e fazem- se as ilustrações gráficas onde se comparam as funções exactas e suas aproximações.
Abstract: With this work we intend to approach, in a simple way, the theory of Fourier series and its application in the resolution of several problems in mathematical physics. In the first chapter, a digression is made to the Fourier series. Some theorems are formulated and demonstrated, such as the Cauchy-Bunikowskii inequality theorem, Dini's theorem on punctual convergence of partial sums of Fourier series and the theorem on the uniform convergence of a Fourier series. The notion of an orthogonal system and a linearly independent system is introduced. Due to its relevance, a quick review of the Euclidean L2 space is made. An exhaustive study is made of the Cesàro sums and the Fejér nucleus. It is shown that if f(x) is a continuous, 27r-periodic function, then the Cesàro sum, generated by /(x), converges uniformly to f(x). Some orthogonal systems are studied for the case of two variables and the decomposition of functions into double Fourier series. In the second chapter a brief approach to the Euler functions of the first kind is made, the nucleus and sum of Vallée Poussin are investigated. A study of the integral of the Vallée Poussin nucleus is made and an evaluation of the type — In (1 4- - ) +1.7 is obtained. Finally, in the last chapter, the method of eigenfunctions is studied. The Sturm-Liouville operator is shown to be symmetrical and positive. When dealing, in the applications of the method of proper functions, only with problems of oscillation and heat transmission, it was assumed that the application of the theory should focus, in the first moments, on phenomena that are simple to understand. Using the Maple® package, Fourier series generated by certain functions are built and graphic illustrations are made where exact functions and their approximations are compared.
Palavras-chave: Séries de Fourier
Teorema de Cauchy-Bunikowskií
Teorema de Dini
Física-matemática
CNPq: Ciências Exactas e da Terra
Matemática
Idioma: por
País: Moçambique
Editor: Universidade Eduardo Mondlane
Sigla da Instituição: UEM
metadata.dc.publisher.department: Faculdade de Ciências
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://monografias.uem.mz/handle/123456789/1701
Data do documento: 1-Jul-2001
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