lantität.
Quantität. 7 53 Quantität.
-’M-j-1
affen sind, dass k das-
sser als a ist, und l
5 Grösse:
gration der Ausdruck
ntegral den Werth zu
innerhalb der Grenzen
5—ß) complex ist, der
erhält man:
MA
. Gleiches findet auch
igern Werth haben als
e, worin ß einen cnd-
n alle diese können in
Bedingungen genügen,
entsprechen also den
n 24-A oder von z—A
fischen 0 und A liegen
)ch ß—z= — A, solange
ist. Man erhält dann;
(2»+l>X
stattet. Zunächst kann
. nX ., nX
sm-r- mit -r zu ver-
A A
irlich ist, f(z — X) und
iegralzeichen schreiben.
Dies ist aber selbst dann noch der Fall,
wenn f(z) in s discontinuirlich, jedoch
nicht unendlich ist, immer werden einer
seits die Werthe /(zs —A), die kleiner als
f (z) sind, und anderseits diejenigen
A), die grösser als f(z) sind, con-
tinuirlich sein. Endlich kann man die
Integrale, nachdem der Factor f(z H“
herausgerückt ist, also:
/
.sin (2k 4-1)
nX
77 A
dX,
statt in den Grenzen 0 und v, sogar in
den Grenzen 0 und co nehmen, denn für
alle Werthe von A, welche einen end
lichen Unterschied von 0 haben, ver
schwindet ja, wie wir gesehen haben,
das Integral. Nun ist bekanntlich :
sin hX n
~lT dl = 2’
/:
wenn h positiv ist, also:
„co sin (2n+l) ~ ^
0 ~~7^X dk= Y’
sin -r
A
und somit unser Ausdruck 1) gleich:
Y lf(*-V+i(*+x)].
Wird mit A dividirt, so kommt die
Fourrier’sche Reihe in 4) oder 5) des
vorigen Abschnitts, und es ist somit di
rect bewiesen, dass die Summe derselben
für jedes reelle z, wo nicht unend
lich ist, beträgt:
m*-A)+/X*4-A)].
A ist eine verschwindend kleine, aber
positive Grösse. Findet also Continuität
statt, so hat man:
/■(*-A) = /(*4-A) = /•(*),
und die Summe der Reihe ist, wie im
allgemeinen Falle, Findet Discon-
tinuität in f(z) statt, so sind f{z—A)
und /(zfi-A) die beiden Werthe, welche
in z sprungweise aus einander hervor
gehen. Die Fourrier’sche Reihe hört
dann nicht auf zu convergiren, gibt aber
die arithmetische Mitte beider Werthe,
Diese Betrachtungen geben höchst
wichtige Aufschlüsse über die Natur un
serer Reihe für den betrachteten Grenzfall.
I) Man kann in dem Integral 1) die
darin vorkommende Function /‘(^inner
halb der Grenzen 0 und A mit jeder
andern identificiren, sie möge die Periode
A haben oder nicht. Immer wird das
Integral mit ~ multiplicirt also die Four-
A.
rier’sche Reihe f(z) vorstellen, wenn z
reell ist (oder allgemeiner, alle Werthe
annimmt, welche auf einer OA oder Oco
parallelen Graden liegen), so lange z
zwischen 0 und A ist. Da aber die
Entwickelung periodisch ist, so wird für
2' = 2-j-sA, wo s eine ganze Zahl ist,
die Reihe wieder f(z) geben. Es ist
also für alle in Frage kommenden Werthe
von s die Summe der Reihe r/. (2) be
stimmt durch die Gleichungen:
7 (2) = /’(2),
0<2<A,
v-(*)=■№—sä),
(s4~ 1) A>z>sA.
Es hat also r/, (2) die Periode A.
II) Da innerhalb der Grenzen 0 und
A auch keinerlei Stetigkeitsbedingungen
in Bezug auf f («) gegeben sind, so ist
es selbst nicht nöthig , dass /*(«) inner
halb 0 A gerade dieselbe irgend wie
gegebene Function verstelle. Es kann
z. B., wenn;
0 <a<h<A
ist, von 0 bis a /■(«) irgend eine Func
tion F(«), von a bis b eine andere 7(«),
und von b bis A eine dritte /{a) vor
stellen, und alle diese Bedingungen kann
man beliebigen Discontinuitätsbedingun-
gen unterwerfen. Es wird dann die
Summe der Reihe 7 (2) immer eine der
drei Functionen F(z), 1/^(2), / (2) geben,
je nachdem 2 in den einen oder andern
Grenzen enthalten ist. In den Discon-
tinuitätspunkten aber wird der Werth
der Reihe die arithmetische Mitte beider
Grcnzwcrthc geben, welche in dem be-
zeichneten Punkt stattfinden. Ausser
halb der Grenzen 0 und A ist die
Summe der Reihe dadurch bestimmt,
dass dieselbe periodisch ist.
Indessen darf die Function 1/ (2) im
Allgemeinen in irgend einem Punkte
nicht derart unendlich werden , dass das
auf eine grade Linie zu erstreckende
Integral 1) bedeutungslos wird. Ist aber
eine der Functionen F(z), xp{z), % (z)
für einen Punkt bezüglich zwischen 0
und a, oder a und b, oder b und fiL so
beschaffen, so vermeidet man dies da
durch, dass man annimmt, die Function
stelle in dem bezeichneten Punkt eine
andere nicht unendlich werdende Func
tion vor, #(m), wo dann der unbestimmt
werdende Theil des Integrals elirai-
nirt ist.
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