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Konvergenzbedingung

Dirichletsche Bedingungen, Kriterien für die Konvergenz der Fourier-Reihe:

Zur Dirichletschen Bedingung a): Eine auf endlich vielen Teilintervallen stetige und monotone Funktion

  1. Zerlegung des Intervalls in endlich viele Teilintervalle, auf denen stetig und monoton ist.
  2. An der Unstetigkeitsstelle gilt:

    (linksseitiger Grenzwert) und

    (rechtsseitiger Grenzwert) existieren.

An der Sprungstelle ist die Fourier-Reihe das arithmetische Mittel

An der Sprungstelle ist die Fourier-Reihe der Mittelwert aus links- und rechtsseitigem Grenzwert
 
Besselsche Ungleichung,  die Summe der Quadrate der ersten N Koeffizienten der Fourier-Reihe ist nach oben beschränkt:

Die Differenz der beiden Terme stellt das mittlere Fehlerquadrat zwischen der Funktion und ihrer Approximation durch trigonometrische Funktionen dar. Aus dieser Ungleichung folgt daher, daß das mittlere Fehlerquadrat positiv oder Null ist.
 
Parsevalsche Gleichung,  Grenzwert () der Besselschen Ungleichung:

Für den Fall, daß die Funktion durch eine Fourier-Reihe dargestellt werden kann, verschwindet das mittlere Fehlerquadrat (s.o.) im Grenzübergang .

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