Serie trigonometriche generali
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20. - Metodo di Eulero-Lagrange per sommare le serie tri
gonometriche.
a) Consideriamo la serie (già sommata da D. Bernoulli)
„, sen2a? sen3a?
(1) sena? 4 s 1 o
la quale, come si è già detto nel n.° 14, è ovunque conver
gente, e di più converge uniformemente in ogni intervallo di
(0, 2tc) che non contenga i punti 0 e 2n. Questa serie è il coef
ficiente della parte immaginaria della serie
(2)
per z = e ix . Per tale z, la parte reale di (2) è data da
cos 2x cos 3x
(3)
COS X
4- ...
serie che è convergente (n.° 14) in tutto (0, 2tt), estremi esclusi,
e che converge uniformemente in ogni intervallo che escluda
0 e 2n. Dunque la serie (2) converge, per z — e ix , in tutto (0, 2%),
esclusi 0 e 2n. E siccome la (2) ha, per \z \ <C 1, come somma
log ^ ^ , e precisamente quel ramo di questa funzione che,
per z — 0, ha il valore 0, ne viene, per un noto teorema di
Abel sulle serie di potenze, che (1) e (3) hanno per somma,
in tutto (0, 2n), estremi esclusi, rispettivamente il coefficiente
della parte immaginaria e la parte reale di
log ^ '~ e ùè = — log 11 — e ix | — i arg (1 — e ix ),
intendendo di prendere P argomento di 1 — e ix in modo che sia
— 271 < arg (1 — e ix ) < 0, per 0 < x < 7t,
0 < arg (1 — e ix ) < 2u, per u < x < 2n.
Ora è
e perciò
1 — e ix — (1 — cos x) — i sen x,
log 11 — e ix | = log Y'2(l — cos x) = log ^2 sen ;