0 / 0 / 0
Регистрация: 06.07.2022
Сообщений: 4

Построение график частичных сумм ряда Фурье для двух функций на Python

06.07.2022, 02:11. Показов 2287. Ответов 6
Метки нет (Все метки)

Студворк — интернет-сервис помощи студентам
Здравствуйте! Очень нужна ваша помощь. Надо построить график частичной суммы рада Фурье для f(x) = |x| с периодом 2*pi. Написал вот такой код, но он не работает. Можете, пожалуйста, подсказать, в чем ошибки? Заранее спасибо.

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy import integrate 
from math import pi
 
f = lambda x: abs(x)
 
print("Введите количество членов частичной суммы ряда")
n = int(input())
a0 = integrate.quad(f, -1*pi, pi)
F = a0/2.00
for i in range (1, n):
    an = integrate.quad(f*np.cos(x*n), -1*pi, pi)
    bn = integrate.quaf(f*np.sin(x*n), -1*pi, pi)
    F += an*np.cos(n*x)+bn*np.sin(n*x)
plt.axis([-4*pi, 4*pi, -2, 2])
plt.title('$S(x)$')
plt.plot(x, F)
plt.show
Добавлено через 11 минут
Единственное, забыл, что все интегралы нужно умножить на 1/pi
0
Programming
Эксперт
39485 / 9562 / 3019
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 41,671
Блог
06.07.2022, 02:11
Ответы с готовыми решениями:

График первых трёх частичных сумм ряда Фурье
Помогите ,пожауйста, составить график первых трёх частичных сумм ряда Фурье и самой функции. Номер прикреплён в скриншотах по ссылкам: ...

Иследуйте графически поведения частичных сумм ряда Фурье
Иследуйте графически поведения частичных сумм ряда Фурье для заданой периодической функции y=f(x). Определите число членов ряда при котором...

Написать бесконечный генератор частичных сумм ряда Лейбница для π
Добрый день! Необходимо написать бесконечный генератор частичных сумм ряда Лейбница для π: pi/4=1-1/3+1/5-1/7 и т.д Затем...

6
5516 / 2869 / 571
Регистрация: 07.11.2019
Сообщений: 4,759
06.07.2022, 06:21
Цитата Сообщение от redprice_ Посмотреть сообщение
f*np.cos(x*n)
Вот тут вы умножаете лямда-функцию на вектор, так нельзя делать.
Задайте np.linspace вектор x (np.array), подсчитайте для него вектор f (тоже np.array), а затем делайте расчеты.
Где у вас определен ранее x?
bn можно не считать, т.к. оно будет равно 0 из-за четности функции abs(x)
1
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.07.2022
Сообщений: 4
06.07.2022, 06:41  [ТС]
А если заменить косинус из numpy на косинус из math, то это будет работать?
Если имеется ввиду определение х для изеачальной функции, то он определен на отрезке от минус по до пи (хотя сама функция определена как кусочно-постоянная с периодом 2 пи на всей вещественной прямой)
Если имелось ввиду не это, то я немного не понял вопроса про х
0
5516 / 2869 / 571
Регистрация: 07.11.2019
Сообщений: 4,759
06.07.2022, 07:14
Если используете numpy, то не нужно использовать math, в numpy уже все есть.
Про x: если вставить ваш код в редактор, то будут подсвечиваться ошибка: неопределен x (Undefined name: x).

Вот так будет работать:
Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
N=1024 # число точек
# интегрирование производится методом прямоугольников
x=np.linspace(-np.pi, np.pi, N) 
h=2*np.pi/N # шаг
f=np.abs(x)
n = int(input("Введите количество членов частичной суммы ряда: \n"))
a0 = h*np.sum(f)/np.pi
F = a0/2.00
for i in range (1, n):
    an = h*np.sum(f*np.cos(x*i))/np.pi
    bn = h*np.sum(f*np.sin(x*i))/np.pi
    F += an*np.cos(i*x)+bn*np.sin(i*x)
plt.axis([-np.pi, np.pi, -0.2, 4])
plt.title('$S(x)$')
plt.plot(x, F) #  график частичной суммы
plt.plot(x, f)  # график функции
plt.show
Миниатюры
Построение график частичных сумм ряда Фурье для двух функций на Python  
1
5516 / 2869 / 571
Регистрация: 07.11.2019
Сообщений: 4,759
06.07.2022, 07:26
Лучше заменить
Python
1
F = a0/2.00*np.ones_like(x)
, тогда не будет ошибки, если n=1
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.07.2022
Сообщений: 4
06.07.2022, 23:22  [ТС]
Большое вам спасибо! Только можно, пожалуйста, еще один вопрос. Написанный код строит график на отрезке [-pi; pi]. Как сделать так, чтобы график строился на отрезке [-4*pi; 4*pi]? Просто увеличение области х ничего не дает.
0
5516 / 2869 / 571
Регистрация: 07.11.2019
Сообщений: 4,759
07.07.2022, 06:01
Цитата Сообщение от redprice_ Посмотреть сообщение
Как сделать так, чтобы график строился на отрезке [-4*pi; 4*pi]
Нужно просто задать значения x в этом диапазоне (x_extended), а затем для него вычислить F.
Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
N=1024 # число точек
# интегрирование производится методом прямоугольников
x=np.linspace(-np.pi, np.pi, N) 
x_extended=np.linspace(-4*np.pi, 4*np.pi, 4*N)
h=2*np.pi/N # шаг
f=np.abs(x)
n = int(input("Введите количество членов частичной суммы ряда: \n"))
a0 = h*np.sum(f)/np.pi
F = a0/2.00*np.ones_like(x_extended)
for i in range (1, n):
    an = h*np.sum(f*np.cos(x*i))/np.pi
    bn = h*np.sum(f*np.sin(x*i))/np.pi
    F += an*np.cos(i*x_extended)+bn*np.sin(i*x_extended)
plt.axis([-4*np.pi, 4*np.pi, -0.2, 4])
plt.title('$S(x)$')
plt.plot(x_extended, F) #  график частичной суммы
plt.plot(x, f)  # график функции
plt.show
Миниатюры
Построение график частичных сумм ряда Фурье для двух функций на Python  
1
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
inter-admin
Эксперт
29715 / 6470 / 2152
Регистрация: 06.03.2009
Сообщений: 28,500
Блог
07.07.2022, 06:01
Помогаю со студенческими работами здесь

Записать последовательность частичных сумм ряда и найти сумму ряда
n = 1;2;.... \sum_{n=1}^{\infty}\frac{36}{n^2+7n+10} Записать последовательность частичных сумм ряда и найти сумму ряда....

Последовательность частичных сумм ряда
Опишите функцию sinStream :: Fractional a => a -> , определяющую для заданного x последовательность приближений к значению sin x —...

Подсчет частичных сумм алгебраического ортогонального ряда
Здравствуйте. Подходит время сдачи курсового проекта, но я только начал его делать, точнее прочитал тему. И тут возникли трудности. Тема -...

Вычисление частичных сумм ряда и абсолютной погрешности
Помогите написать вычесление частичной сумы ряда S(N) = сумма от n=0 до N 2/n^2 +5n+6 - извиняюсь, незнаю как тут знак суммы поставить, я...

Исследование поведения частичных сумм ряда Тейлора заданной функции
Исследуйте поведение частичных сумм ряда Тейлора заданной функции. Исследуйте поведение остатка ряда.Нарисовать график. функция...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
7
Ответ Создать тему
Опции темы

Новые блоги и статьи
SDL3 для Web (WebAssembly): Реализация движения на Box2D v3 - трение и коллизии с повёрнутыми стенами
8Observer8 20.02.2026
Содержание блога Box2D позволяет легко создать главного героя, который не проходит сквозь стены и перемещается с заданным трением о препятствия, которые можно располагать под углом, как верхнее. . .
Конвертировать закладки radiotray-ng в m3u-плейлист
damix 19.02.2026
Это можно сделать скриптом для PowerShell. Использование . \СonvertRadiotrayToM3U. ps1 <path_to_bookmarks. json> Рядом с файлом bookmarks. json появится файл bookmarks. m3u с результатом. # Check if. . .
Семь CDC на одном интерфейсе: 5 U[S]ARTов, 1 CAN и 1 SSI
Eddy_Em 18.02.2026
Постепенно допиливаю свою "многоинтерфейсную плату". Выглядит вот так: https:/ / www. cyberforum. ru/ blog_attachment. php?attachmentid=11617&stc=1&d=1771445347 Основана на STM32F303RBT6. На борту пять. . .
Камера Toupcam IUA500KMA
Eddy_Em 12.02.2026
Т. к. у всяких "хикроботов" слишком уж мелкий пиксель, для подсмотра в ESPriF они вообще плохо годятся: уже 14 величину можно рассмотреть еле-еле лишь на экспозициях под 3 секунды (а то и больше),. . .
И ясному Солнцу
zbw 12.02.2026
И ясному Солнцу, и светлой Луне. В мире покоя нет и люди не могут жить в тишине. А жить им немного лет.
«Знание-Сила»
zbw 12.02.2026
«Знание-Сила» «Время-Деньги» «Деньги -Пуля»
SDL3 для Web (WebAssembly): Подключение Box2D v3, физика и отрисовка коллайдеров
8Observer8 12.02.2026
Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами и вызывать обработчики событий столкновения. . . .
SDL3 для Web (WebAssembly): Загрузка PNG с прозрачным фоном с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image)
8Observer8 11.02.2026
Содержание блога Библиотека SDL3 содержит встроенные инструменты для базовой работы с изображениями - без использования библиотеки SDL3_image. Пошагово создадим проект для загрузки изображения. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2026, CyberForum.ru