Mathematics-I (3110014)

BE | Semester-1   Winter-2019 | 17-01-2020

Q2) (c) 

Find the fourier series of fx=π-x2.

Here, fx=π-x2

Also,(c,c+2L)= (0,2π)

⟹c=0 & c+2L=2π

⟹ 2L=2π

⟹L=π.

a0=1L∫cc+2Lfx dx

a0=1π∫02ππ-x2 dx

a0=12π∫02ππ-x dx

a0=12ππx-x2202π

a0=12ππ2π-2π22-π0-022

a0=12π2π2-4π22-0-0

a0=12π2π2-2π2-0-0

⇒a0=0

an=1L∫cc+2LfxcosnπxL dx

an=1π∫02ππ-x2 · cosnx dx

an=12π∫02ππ-x · cosnx dx

an=12ππ-xsinnxn-0-1-cosnxn202π

an=12ππ-2πsin2nπn-0-1-cos2nπn2-π-0sin0n-0-1-cos0n2

an=12π-π0--1-1n2-π0n--1-1n2

an=12π0-1n2-0-1n2

an=12π-1n2+1n2

⇒an=0

bn=1L∫cc+2LfxsinnπxL dx

bn=1π∫02ππ-x2 · sinnx dx

an=12π∫02ππ-x · sinnx dx

bn=12ππ-x-cosnxn-0-1-sinnxn202π

bn=12ππ-2π-cos2nπn-0-1-sin2nπn2-π-0-cos0n-0-1-sin0n2

bn=12π-π-1n--10-π-1n--10

bn=12ππn+0--πn+0

bn=12ππn+πn

bn=12π2πn

⇒bn=1n

Now, Fourier series of f(x) is,

f(x)=a0+∑n=1∞an cosnπxL + bn sinnπxL 

⇒f(x)=0+∑n=1∞0 cosnx +1n sinnx

⇒f(x)=∑n=1∞sinnxn