Convergenza delle serie di Fourier
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naria. Ora, sviluppando in serie di potenze di z, abbiamo
e la serie qui scritta ha il coefficiente di z n che tende a zero per n—~ co.
E siccome la funzione del primo membro è regolare in tutti i punti della
circonferenza | z | = 1, eccettuato z—t, ne viene che la serie trigonometrica
che rappresenta il coefficiente della parte immaginaria del secondo membro
di (1), per | z I = 1, è convergente per tutti i valori di x tali che 0 < x < 2k.
Essa è poi convergente, evidentemente, anche per x — 0 e x — 2r. ; ed è la
serie di Fourier della funzione data f(x) = x.
Va poi notato che, comunque si sia dimostrata la conver
genza della serie di Fourier della f(x), in un punto x, la somma
della serie è uguale a f(x), se questa funzione è continua nel
in x, una discontinuità di l. a specie (n.° 75).
6) Il secondo dei metodi indicati in a) è quello più lar
gamente usato. Esso ammette anche un più ampio sviluppo, del
quale appunto vogliamo occuparci nel presente §. E precisa-
mente, vogliamo giungere a nuovi teoremi, che permettano di
stabilire la convergenza della serie di Fourier in base alle pro
prietà della funzione generatrice f(x), ed ai quali teoremi si
possa far ricorso quando non risultino applicabili quelli dei
n.* 42, 43, 96 e 97.
Fra i teoremi or ora indicati e quelli che dimostreremo,
esiste una differenza essenziale, che merita di essere subito
rilevata. Nei teoremi dei n. 1 42, 43, 96 e 97, si fa appello alle
proprietà della funzione generatrice f(x) in tutto l’intervallo
(0, 2n), e si stabilisce la convergenza della serie di Fourier
simultaneamente in tutti i punti di (0, 2tz) — esclusi al più
alcuni punti singolari isolati, in numero finito. I nuovi teo
remi, invece, muovono da un fatto notevole, messo in evidenza
da Riemann, e cioè che la convergenza della serie di Fourier,
in un dato punto x 0 , dipende unicamente dalle proprietà della
funzione generatrice f(x) nell’ intorno del punto considerato (*) ;
(9 V. più oltre n.° 101.