Beispiel Bearbeiten

Ein einfaches Beispiel ist die Differentialgleichung

 

auf dem Intervall  , zusammen mit den Dirichlet-Randbedingungen

 

Aufgrund der Randbedingungen wird der periodische Ansatz   für   und beliebige   gewählt. Wegen   ist   und   also   und somit   für  . Die Folge der Eigenwerte lautet demnach

 

und genügt der Weyl-Asymptotik. Die Folge der Eigenfunktionen ergibt sich, bis auf die zu bestimmenden Koeffizienten  , zu

 

Die Orthonormalbasis der Eigenfunktionen im Hilbertraum   mit   ergibt sich unter Verwendung der trigonometrischen Formel  :

 

Hierbei bedeutet   das Kronecker-Delta und die Normierung   bedingt  , so dass die normierten Eigenfunktionen die Darstellung

 

annehmen.

Die zugehörige Eigenfunktionsentwicklung ist die Fourierreihe mit