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17A.3 Fourier-Reihe Dreiecksschwingung; noch eine Formel für pi


CC-BY-NC-SA 3.0

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weilich morgen zum Rechnen wollte ich noch weiter was aus diesem Rechteckstrickhinalso wir haben jetzt eine Schwingungdie von minusein halb bis plus ein halb schwingtFormdie Achsesind hierbei dieITden Herrn jetzt diese Funktionenkann ich darstellenals die Summeähm gleicheins dreifünf und so weiter alle ungeraden Eventszweimalden Sinus von in Tähmmöchte ein bisschen mehr Bauen aus dieserFoyerdurch die Art schon einmal ausgerechnet habemöchte ich das auchausreizenund sich damit ausgerechnet habemannämlich ?? möchte die Integrierenmalen Sie mal auf was passiert wenn sie hiervon das integral bildendas integralvonnull bisMinenwerfer T einsvon null bis T eins von dieser Funktionvon unsererRechteckschwingungdie jetzt zentriertum dieZeitachsenwaspassiert anschaulichwenn sie das Bilden abhängig von diesemT einsokay dasüberrascht mich das etwas länger was von Stammfunktionendarähm wenn ich die hierauf dieselbe Achse einmaldiese Funktion hier hat die Steigungdie durch die schwarze Originalfunktiongegeben ist wenn sie integrierenkriegen Sie eine Funktionderen Ableitungdie Originalfunktionist das integral hier hat als Steigung die schwarze Funktion als Ableitung die schwarze Originalfunktionjetzt einer anderen Variablen T einsund wir starten bei null wenn T eins gleich null ist muss hier nur rauskommen ich starte hierjetzt geht's losmit Steigungplus ein halbSteigung plus ein halb vielleicht sowasbis hier bei Pibevor sie überlegen welchen Wert erreichenich gehe mit Steigung ein halbdie Strecke bieder müssten wir hier in der Höhe sein die halbe?? überlegen von der Größenordnung her glaube ich so richtig ausnehmenwie halbe eins Komma fünfsind eigentlich ganz gut gelungen hier sind vorbeinull Komma fünf ich müsste hier obenhier oben müsste ich rauskommen daswäre schöndie halbe etwas Vereins Komma fünfter oben ?? sich raus Komma nebst Praxis nicht ganz gelungen dieses Ding hat also die Steigung plus ein Halbsteinein halbund jetzt geht's wieder Runtersteigungminus ein halb sie sind da oben und gehen mit Steigung minus ein halb weiterschönplatziert mit Steigungsministernhalbbeiden ?? schöne geht sie wieder Runterglückgehabt das Inter wieder bei Nullund das Spiel geht natürlich jetzt wieder von vorne los das drauf integrierenaufund so weiterund so weiter eine Dreieckswelletausend in einer Art Dreieckswellen zu machen die Frage zwo setzt sich die Symmetrie rein bildlich die so antisemitischen wie die Achse Kommadas istirgend eine dieser tausend undein Möglichkeiten eine Dreieckswelle zu machenalso wenn Siediese Reihe integrierengegen sie geschenkt bieten eine Dreieckswelle gehtsollte trotzdem nochmals an meiner Fläche für Wege sind also diese Strecke hier istdie halbe?? ich gehe mit der Steigung ein halbdie Strecke von Pi nicht die halb zurückgelegtund hilft dann wieder mit Steigung minus ein halbrunteralso ich weiß also anschaulich was es integral sein soll?? lustige ist sie können auch ausrechnet ?? es integral tatsächlich mal aus und damit haben sie praktisch geschenkt die Foyerreihe fürdiese Dreiecksschwingungdas integral so gradlinigkommt hierausandie Summe über N gleich eins drei fünfund so weiterzweidurch Pi mal in das integral von null bis T einsSinus von MITwas ich hier so stillschweigendmacheund was den Mathematikerngrauer Haare bereitet ich bilde das integraleiner unendlich langen Summeund ziehe die Summe vor das integraldas muss man eigentlich erst mal?? Viertelstunde überlegendie Ingenieure und die Physikermachen das einfachnicht wundern wenn es anderswo ausführlich diskutiert wirdso die sowieso vorgezogendie Koeffizienten über hatten Richter vorgezogen in den Sinus keine große Aktioneigentlichähm minus Kosinus wenn sie minus großes A bleiben grinsend den Sinus aber die Kettenregel nicht vergessen Beistrich einen Teildes T einsanglichensie durch einen Teilals Ableitung minus Kosinusleiten wird Sinus in der Ableitung einmal dieNdurch Nkeinen mehr dabeidurch ein Muster entstehtdurch NS kein Problem ?? in gleich null ?? nicht dabeiso und dann sind wir jetzt hier bei Summeähm gleich eins dreifünfund so weiterzweidurch Pi mal inmal Ads kommt hier minusKosinusvon AnimalT einsplusminus minusplus Kosinus von null ?? plus einsO und SN habe ich noch verschlamptähm ähnliche Stätten in Quadratsosehen das mit der plus eins das ist überraschend vielleichtdiese ganzen Kosinusandas Wismar schon das wird dann irgendwas werden wenn ich würde groß die ganz großen Siege zusammen nehme das wird dann etwas werden was keine gleich Spannung hatdas damit plus einswird ?? noch irgend ein Gleichspannungsversatzliefernschreibt das mal auseinanderkriege also die Summe die vorher ?? sich in zwei durch Pi mal in QuadratminusKosinusAnimal T einsund hinten das noch Kloß dieselbe Summe über sie hattenzwei durch Pi malein Quadrathier vorne der kann kein Gleichspannungsanteilhabendie großen Busse sind immer so viel positiv wie sie negativ sind das die sich Weg in steht man Gleichspannungsanteilvon der Dreieckswellewie großist der Gleichspannungsanteilvon der rotenDreieckswellesag ich schon Wiederdreiecksschwingungalso ohne rechnen die Viertelich gehe drauf ich gehe runter ?? hierauf ist hierunter schön symmetrisch ich gehe bis zu Pi halbe raufEnde des hier kappenfarbigewenn sie das hier Kappenaktiv fesselnkann sie den Teil der unten rein klappen den Teil in den nächsten klappendas muss das Mittel sein Tiefviertel muss das Mittel sein die vierte muss der Gleichspannungswertseinohne zu rechnen weiß ich was sie hinten steht mussdieFerkel seindas es interessant ?? geschieht nicht davon Sinus und Kosinusdes komm rausdie Viertel buchstabieren sie das mal auf was für Formel für Pi glücklich damit plötzlichsichert aber der Trick normal?? sie mich nur für diesen hinteren Teilhier steht der Gleichspannungsversatzweiter vorne über alle Kosinus dabei steht der Herd keine gleich Spannung drinihr steckte gleich Spannung trennen nur die Gleichspannung ?? ich weiß das die Gleichspannung durchgeführt ist das hinten geht in eine einzige Gleichungwenn sie die nach Pi auflösen kommt die zweimal vor ihm eine andere ArtIP zustande kommtkriegen wir also ganz nebenbeiwenn sie das die noch auf die andere Seitesich normal indie Viertel ist gleichdie Summe über alle ungeradenin?? zwei durchPi in QuadratPi bin ich auf die linke Seite also beide Seiten mal Pi dann steht ihr Biquadratund Diski wegbasiert über vier sein sollbeide Seiten teile ich durch zweidass da die zwei Weg unterstehtachtPi quadratsachtelist also die Summe von eins durch N Quadratfür alle ungeraden N eins durch eins Quadrat plus eins durch drei Quadrateins durchfünf Quadrat plusund so weiter noch eine Formel für dieZeitdas mal auf diese Formel ist nicht so superschnellsie ist sonst schneller als die anderenaber auch nicht wirklich überzeugendmöchtest also dieähKehrwerteins Quadrat der ungeraden Zahlen Aufsummenmal acht Stunden die Wurzel und dann hoffe ich das es ergibt in der Größenordnung von Pi wenn ich bis ins unendliche gehe dann muss das funktionierenminimal dieungeraden Zahlen hierungeradenZahlen ins Quadratsofortjemand ins Quadrat eins durchdiedurch den Kehrwert ins Quadratdasund jetzt ist hier die Behauptungwenn ich auf summiertesich Biquadrat achte wenn ich also achtmal die Summe nehmen und daraus die kurzeMystik sowas wie die altenProbleme dass sie einmal der nochausachtmalder SummederKehrwerte der Quadratenajaich hab fünfzehnder mir und es ist erst drei Komma eins zwei ?? scheintauch so grob wohl zustimmenähmist nicht sehr schnell Konvergentbesser Konvergent als das andereaber nicht viel besserähm und nebenbei haben wir das war nicht der Hauptjob hiereine Foyerreihefür dieDreiecksschwingungaber nur die Kosinus drinnen das Wesentliche bei der Dreieckschwingung ist nur die Kosinus somitungeraden überhaupt nur Schwingungen mit ungerademähmuntersteht einzig in Quadrat Tränen bei der Rechteckschwingungstand einst durch entrinnenund ich hatte nur die ungeraden ähm bei der Dreieckschwingung kommt auch nur die ungeraden Ent untersteht einzig in Quadrat ?? die fallweise viel schneller ab ich teile durch größere Zahlen?? Fußnote weg wenn ich die Dreieckschwingunganders ins Koordinatensystemlegenwir sosymmetrischum die Drehachseoder vielleicht so dann sogar noch diesen Phasen verschobendann bleibt das erhalten dass das nur die ungeraden ins Zinssind wir Verbleib des Ereignisses nur die ungeraden Ent sind und dass es mit eins sich in Quadrat abfälltaber mir steht einem Tages seine Regie plus minus oder Sinus oder ähnlicheMalereien dabeiist diese Form finde ich am einfachsten einfach dieser Rechteckschwingungnehmen an integrierendas zeige ich auch noch mal mitOpenOfficealso was haben wir's raus ich nehme die ungeradenähmund als Faktoren minus zwei durch Pi mal in Quadratauch um zu zeigen dass die Dreiecksschwingungvielschönerist was ?? als die Rechteckschwingung vom letzten Malkein Ärger mit komischenüber schwingen komischen Oszillationennull und das Essen Kommadie aussoschnell vergessen was es warminus zwei mal Pi durch ein Quadratfür alle ungeradenen auf summierte einsminus zweidurchPidurch eins Quadratmalte in Kosinusvon einmalderzeitminus zwei durch Pi durch ein Quadrat eines gleich drei Mal Kosinus von NTdrei aber jetztähmkopiere den Gemahlmuss sich so viel mitnehmen wie letztes Malbei der RechteckschwingungPunkt aber nur zwei Stellengekommenfünf?? kommtPunkt hier kommtwas was mal dabeiZeile noch dazu das ?? Beschriftung haben einfügenund X Yschön verbundenstellenoder eine Dreiecksschwingungsehendie anderen paar Beulen aber das sieht schon bedeutend besser aus als das rechte verletzt man sobald man Sprünge hat Unstetigkeitsstellensichtbar diese fürchterlichen Schwingungen wenn sie stetige Funktionen haben in diesehr schnell sehr schön ich hab ja nureins zweidrei so manchenBruch eins hoch drei Hof fünfReisemanndrin und trotzdem wieder schon sehr schön aus??Komma guckenhoch geht das jetzt hier wissen Komma ablesenhierauf bisExtremumbis null Komma drei sieben geht es raufwas hätte sein sollennundie Viertelaus der Hälfte raus ist ?? die Viertel sein soll ?? vergleichen Komma gerade null Komma drei sieben und exakt hätten wir PiViertelKomma sieben neun Eier ist es noch unterwegsabersie ?? ja anscheinend ?? bisschen drauflegenauf der Spitzedas wäredie Dreieckschwingungohne dass man großartig gerechnet hat natürlich könnte die genauso rechnenwie alles andere auch sie sitzen ?? diese Funktion ein und rechnen das integral aus macht überhaupt keinen Spaßamviel raffinierter sich zu überlegen dass die Dreieckschwingungwas mit dem integral von der Rechteckschwingung zu tun hat und weil die Rechteckschwingungnur ungerade Enz hat und mit eins durch N geht die das integrierenist klarsie haben weiterhin nur ungerade Ames jetzt aber in Quadratwegen derwegen der inneren Ableitung hier die das integral rückgängig machen muss es muss dieses en einmalin den Keller gehen der muss in Quadrat stehen weiterhin nur die ungeradendas was man dann automatische Buttons verstanden hat und dass man rechnen muss