无穷级数 · 将 $f(x)=x$ 在 $(-\pi,\pi)$ 上展开成

第11章 无穷级数 | 题库题号 12-11(可溯源)| 一题一图组 · 按题型取式 | 师生双视图同源
载体:自绘 SVG·零外链·数据不出本地
题 干
将 $f(x)=x$ 在 $(-\pi,\pi)$ 上展开成傅里叶级数,并求 $\sum\frac{(-1)^{n+1}}{n}=\ln2$。
还原图过程图雷区图认知层级图
图一还原图先把「有什么」摆出来
已 知f(x) = x, x ∈ (−π, π)所 求展开为傅里叶级数证 ∑ (−1)ⁿ⁺¹/n = ln2缺口需架桥
奇函数的傅里叶级数只有正弦项。
教师点题:f(x)=x 是奇函数 ⇒ aₙ=0。
学生写出 bₙ 的积分式。
图二过程图标准解答逐步(题库真题自带)
标准解答(题库真题自带,逐步可核验)
  1. L4分析:傅里叶展开+利用狄利克雷定理求和。
  2. $b_n=\frac2\pi\int_0^\pi x\sin nx\,dx=\frac{2(-1)^{n+1}}{n}$。在 $x=\frac\pi2$ 处:$\frac\pi2=2\sum\frac{(-1)^{n+1}}{n}\sin\frac{n\pi}{2}$,得 $\sum\frac{(-1)^k}{2k+1}=\frac\pi4$。
标准解答:算 bₙ,在 x=π/2 处代入得 ln2。
教师强调狄利克雷收敛定理对取值点的要求。
学生核对代入点与符号。
图三雷区图错在哪一步(真实数据接入位)
雷区数据接入位 本图用于把「最易错处」钉在图上的具体位置;错误率来自题库作答聚合(脱敏·按知识点「傅里叶级数」)。
本知识点真实错误率:数据接入后显示(暂无则不显示,绝不编造)。
雷区图把「最容易错的地方」钉在具体位置;错误率数据接入后显示。
教师只点典型错误、不点名。
学生对照自查:这几个位置我有没有踩坑?
图四认知层级图本题落在 Bloom 哪一层
认知层级(Bloom):本题在主序列中的位置记忆理解应用分析●评价创造绿=本题涉及;灰=本题不涉及(层级递进,但不要求每题都到顶)
本题涉及的认知层级(绿)——级别递进,但不要求每题都到顶。
教师据此定课堂标高:只到「应用」的题,不拔到「评价」。
学生知道要练到哪一层:会算 ≠ 会用。
🎯 同型题 · 同考场(Ch7 傅里叶级数 · 题库真题 21 道,取 3 道 · 可溯源 id,非本题改编)
$f(x)=|x|$ 在 $[-\pi,\pi]$ 上是奇函数还是偶函数?其傅里叶级数含哪些项?
#HC0775-003 | choice | 基础
看答案
B
函数 $f(x)=\frac1{2-x}$ 在 $x=0$ 处的泰勒展开式中 $x^3$ 项的系数为 ______。
#HC07傅里叶级-001 | fill | 基础
看答案
$\frac18$
将函数 $f(x) = \frac{1}{1-x}$ 展开为 $x$ 的幂级数。
#HC07傅里叶级-006 | calc | 基础
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$\sum_{n=0}^{\infty} x^n$
做法同源:识别特征 → 判别方法 → 验算。答案可折叠,先自己做再看;错误率来自训练记录(样本不足则留白,绝不编造)。