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Aufgabenstellung:

Man berechne die reelle Fourierreihe des in der Abbildung dargestellten periodischen Rechtecksignals. An den Sprungstellen nehme das Signal den Wert für alle an.

T-periodisches Rechtecksignal

Lösungsweg:

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Für das Rechtecksignal in der Abbildung gilt

Es handelt sich also um eine ungerade Funktion mit für alle Somit folgt für alle und für gilt

Mit

folgt schließlich (die Schreibweise bedeutet, dass durch 2 ganzzahlig teilbar ist.)

Die Fourierreihe lautet damit

Man erkennt, dass die Fourierreihe an den Stellen für alle gleich dem Funktionswert ist. Wäre in der Definition der Funktion beispielsweise gesetzt worden, ergäben sich die gleichen Koeffizienten und die Fourierreihe würde an den Stellen vom Funktionswert abweichen. Folglich ist bei der Entwicklung von Fourierriehen besonders auf das Verhalten an Sprungstellen zu achten.

Lösung: