题目中给出的函数并非周期函数,我们可在以及上补充定义,使之成为周期为的周期函数,补充后的函数记作,如下图所示,其中虚线部分就是补充的定义。这种操作也称为 周期延拓 (Periodic extension)。
然后求函数的,再将所得级数的限定在内就得到所要的结果。
(1)收敛定理的应用。函数满足,且该函数没有,所以在整个实数域上,的收敛于。
(2)计算的。因为函数是偶函数,根据本节介绍的定理可知,以及:
所以有:
从而有:
(3)最后展示一下上述答案的几何意义。作出上述级数的,如下图所示(这里为了方便标注,将的定义域选的大一些,而不是限定在内)。可以看到随着增大,越来越趋近于函数。