معاملات فورييه للدالة f هي
cn(f)=2π1∫−ππf(t)e−intdt(n∈Z),
والمعاملات في الصورة الحقيقية an=cn+c−n، bn=i(cn−c−n)، بحيث تكون المجاميع الجزئية لفورييه
SN(f)(t)=n=−N∑Ncn(f)eint=2a0+n=1∑N(ancosnt+bnsinnt).
وعلى C، نعرّف الجداء السلّمي الهرميتي ⟨f,g⟩=2π1∫−ππfg: فالأسّيات en(t)=eint متعامدة ممنظمة (لأن ⟨em,en⟩=δmn، بالحساب المباشر)، و cn(f)=⟨en,f⟩: فتحليل فورييه هندسةٌ هرميتية (الفصل 13) في البعد غير المنتهي.
أمثلة
مثال 14.3 (أفضل تقريب، مقيسًا)
إلى أي حدّ تقرّب كثيرات الحدود المثلثية ذوات الدرجة الصغيرة السنَّ المنشارية f(t)=t (على (−π,π)) في المتوسط التربيعي؟ حسب القضية 14.2 يكون أفضل تقريب من الدرجة N هو SN(f)، بخطأ مربّع
∥f−SNf∥22=∥f∥22−∣n∣≤N∑∣cn∣2.
وهنا ∥f∥22=2π1∫−ππt2dt=3π2، ومن bn=n2(−1)n+1 (المثال 14.12): ∣cn∣2+∣c−n∣2=2bn2=n22. ومن ثم
∥f−SNf∥22=3π2−n=1∑Nn22: وعدديًا 1.29, 0.79, 0.57, 0.44
من أجل N=1,2,3,4 — وهو متناقص، لكن ببطء: فالذيل ∑n>Nn22∼N2 يحكمه التناقص البطيء n1 للمعاملات، وهو نفسه بصمة القفزة (التمرين 14.6 مقروءةً في الاتجاه المعاكس). والفكرة الختامية: يحوّل بارسفال جودة التقريب إلى ذيل متسلسلة عددية — ويتنبأ، قبل أي رسم، بأن القفزات تجعل متسلسلات فورييه تتقارب على مضض.