Convergenza delle serie di Fourier
31B
Dalla (3') del n.° 115, ricaviamo, ponendovi cos (2w-h l)s
cos 2nz cos z — sen 2nz sen z,
tt.2
(1) s*(a?) ==^b 0 -h- j [f(x -+- 2z) — f(x — 2z)\ cotg z[ 1 — cos 2nz\ dz
o
rr:2
-f- — | [f(x -+- 2z) — f(x — 2z)] sen 2nz dz.
Ti fj
0
Ma, per il teorema del n.° 76, si ha
n:2
lim — | [f(x + 2z) — f(x — 2z)\ sen 2nz dz = 0,
e perciò il comportamento di s*(as), per n—-oo, dipende esclu
sivamente dal comportamento del primo integrale di (1).
Se x Q è un punto di discontinuità di l a specie per la f(x),
possiamo supporre, senza limitazione della generalità del ri
sultato f(x 0 +0) — f(x 0 — 0) — d > 0. È allora, per a > 0 e suf-
d
ficientemente piccolo, f(x 0 -+- 2z) — f(x Q — 2z) > ^ per 0 <; z < a-,
e perciò
7t:2
J [f(x -b 2z) — f(x — 2z)\ cotg z [1 — cos 2nz\ dz
0
G
d C
> g J c °tg z [1 — cos ~h
o
7i:2
-+-J [f( x •+■ 2s) — /(x — 2s)] cotg 2 [1 — cos 2nz] dz.
G
Per n—~ oo, l’ultimo integrale scritto tende ad un limite finito.
Il penultimo, invece, è maggiore di
G G
Jcotg z dz —Jcotg z cos 2nz dz (*),
(*) Il secondo di questi integrali tende a zero per n—~ oo, in virtù del
teorema del n.° 76.