第3章 随机变量的数字特征
1，解：根据题意，有1/5的可能性取到5个单词中的任意一个。它
们的字母数分别为4，5，6，7，7。所以分布律为
5/29)77654(5
1
)(=++++=
X E .
2，解：５个单词字母数还是４，５，６，７，７。这时，字母数更多的单词更有可能被取到。分布律为
29/175)147665544(29
1
)(=?+?+?+?=
Y E .
3，解：根据古典概率公式，取到的电视机中包含的次品数分别为0，1，2台的概率分别为
1163123100==C C p ， 229312210121==C C C p ， 221
312
110222==C C C p 。 所以取到的电视机中包含的次品数的数学期望为
)(2
1
222112290116台=?+?+?=
E 。
4，解：根据题意，有1/6的概率得分超过6，而且得分为7的概率为
两个1/6的乘积（第一次6点，第2次1点），其余类似；有5/6的概率得分小于6。分布律为
得分的数学期望为
)(12
49)121110987(361)54321(61点=++++++++++=
E 。
5，解：（1）根据)(~X λπ，可得}6{!
6!
5}5{65===
=
=--X P e e X P λ
λ
λλ，因
此计算得到6=λ，即)6(~X π。所以)(X E =6。 （2）根据题意，按照数学期望的公式可得
21
1
21
221
11
2
ln 61)1(6
6)
1(}{)
1()(π
π
π=-=-==-=∑∑∑+∞
=-+∞
=-+∞
=-k k k k k k k k k k X kP X E ， 因此期望存在。（利用了11,1)1()1ln(0
≤<-+-=+∑∞
=x n x x n n
n
）
（不符书上答案）
6，解：（1）一天的平均耗水量为
?????+∞
-+∞
-+∞
-+∞
-+∞
∞--=+
=-===0
3
/03/0
3/2
03/2)(2320)(39)()(x x x x e xd dx xe e d x dx e x dx x xf X E 6200
3/=+=?+∞-dx e x （百万升）。
（2）这种动物的平均寿命为
1050
)25
1()()(52
5
2==
-==???+∞
+∞
+∞
∞-dx x
x xd x xdF X E （年）。
7，解：[]???--=-==+∞∞
-1
6210
5
2
)1(7)1(42)()(x d x dx x x dx x xf X E
[
][][]???-+--=--=-+--=1
710
71
7
10
6
1
62
)1(2)
1(2)1(2)1(14)
1(7dx
x x x x xd dx x x x x =1/4。
8，解：2ln 23)ln 2()/11(2)()(2
122
1
2-=-=-==??+∞
∞
-x x dx x x dx x xf X E 。
9，解：???-++==-+∞
∞-1
20
12)1(23)1(23)()(dx x x
dx x x dx x xf X E
0)1(23)1(231
2012=-+-=??dx x x
dx x x 。
（对第一个积分进行变量代换y x -=）
10， 解： ∑=-?????
?-???=4
044)1(2sin )2(sin
k k k k p p C k X
E ππ )221)(1(4)1()1(2133
43114p p p p p p C p p C +--=-??+-??=。
（不符书上答案）
11，解：R 的概率密度函数为???≤≤=其他,
00,/1)(a
x a x f ，所以
24
16)(3
3
a dr a r V E a
ππ=
?=?
。
12，解：???+∞
--+∞
∞
-?+?==4
3.04
3.023.0163.0)()()]([dx e dx e x dx x f x g X g E x x
)584200(9
1
2.1--=e （不符书上答案）
13，解：因为),2,1(n i X i =的分布函数为??
?
??≥<≤<=1,110,0,
0)(x x x x x F ，所以可以
求出n Y Y ,1的分布函数为
?????≥<≤--<=1,110,)1(10,0)(min y y y y y F n ， ??
?
??≥<≤<=1,110,0,
0)(max y y y y y F n 。
n Y Y ,1的密度函数为
???<<-=-其他,010,)1()(1min y y n y f n ，???<<=-其他,
010,)(1max y ny y f n 。
所以n Y Y ,1的数学期望为
1
1
)1()1()1()()(1
1
11
1min 1+=
---=-==
????--+∞
∞
-n dy y n dy y n dy y ny dy y yf Y E n
n n ， 1
)()(1
max +=
==
??+∞∞
-n n
dy ny dy y yf Y E n
n 。
14，解：求出边缘分布律如下
2/1}{)(2
===∑=k k X kP X E ， 4/3}{)(2
===∑=k k Y kP Y E ，
14/314/311}{}{)(202
=??====∑∑==j i j Y P i X ijP XY E ，
4/128/7}{}{)()(2
02
-=-===-=-∑∑==j i j Y P i X P j i Y X E ，
328/84}{}{)23()23(2
02
====+=+∑∑==j i j Y P i X P j i Y X E 。
15，解：14/314/31}{}{),min()],[min(2
02
0=?====∑∑==j i j Y P i X P j i Y X E ，
14/928/18}{}{1
)]1/([202
0====+=+∑∑
==j i j Y P i X P i j
X Y E 。
16，解：5/224),()(10
2
1
===
????-?y
R
R ydx x
dy dxdy y x xf X E ，
5/224),()(10
2
1
===
????-?y R
R xdx y dy dxdy y x yf Y E ，
15/224),()(10
22
10
===
????-?y
R
R dx y x
dy dxdy y x xyf XY E 。
17，解：根据题意，可得利润的分布律为
因此，
4001.020001.010003.010002.02000)(=?-?-?+?=Y E （元）
16000001.0)2000(1.0)1000(3.010002.02000)(22222=?-+?-+?+?=Y E []1440000
)()()(2
2=-=Y E Y E Y D 。
18解2
)()(0)
2/(0
)
2/(0
)
2/(2
2
22
2222π
σ
σ
σσσ=+-==
=???+∞
-∞+-+∞
-+∞
∞-dx e xe
dx e
x dx x xf X E x
x x ， ???+∞
-∞+-+∞
-+∞
∞
-+-==
=
)
2/(0
)
2/(20)
2/(2
3
2
2
22
22222)()(dx
xe e
x dx e
x dx x f x X E x
x x σσσσ
20
)
2/(22222σσσ=-=+∞
-x e
，
[]22
2)2/2()()()(σπ-=-=X E X E X D ，σπ)2/2()(-=X D 。
（本题积分利用了2
2
/2
π
=
?+∞
-dx e
x
，这个结果可以从标准正态分布密度函数中得到）
19，解：p
p p p k p k X kP X E k k k 1
1)1(}{)(1
211
=
?
=-===∑∑+∞
=-+∞
=， ?
?
? ??---+=-===∑∑∑∑+∞
=-+∞=-+∞
=-+∞=1111
1
1
2
1
2
2
)1()1)(1()
1(}{)(k k k k k k k p k p k k p p k p k X P k X E p
p p p p 1
2)12(
223-=-=， 所以，[]22
22111)()()(p
p
p p X E X E X D -=-=
-=。 本题利用了幂级数求和中先积分再求导的方法。设∑+∞
=--=1
1)1()(k k p k p s ，
则p p dp p s k k p
11)1()(11-=--=∑?+∞
=，所以2'
11)()(p dp
p s p s p =???
? ??=?。类似的，设∑+∞
=--+=1
1
)
1)(1()(k k p k k p S ，则经过两次积分以后可得到p
p 2
)1(-，在经过
两次求导得到32
)(p
p S =。
20，解：（1）当1>k 时，11)()(-====???+∞
+∞+∞∞-k k dx x
k dx x
k dx x xf X E k k
k k
θ
θθθθ。 （2）当1=k 时，+∞==?+∞
θ
θdx x
X E 1
)(，即)(X E 不存在。
（3），当2>k 时，2)()(2
12
2
-===??+∞
-+∞∞-k k dx x k dx x f x X E k k θθθ
，
所以，[])
2()1()1(21)()()(2
2
22
2
2
--=??????---=-=k k k k k k k X E X E X D θθ。 （4）当2=k 时，+∞===??+∞
+∞∞-θ
θdx x dx x f x X E 2
2
2
2)()(，所以)(X D 不存在。
21，解：（1）根据14题中结果，得到
56/94/32/114/3)()()(),(-=?-=-=Y E X E XY E Y X Cov ；
因为7/4}{)(20
2
2
===∑=k k X P k X E ， 28/27}{)(2
22
===∑=k k Y P k Y E ，
所以[]28/9)()()(22=-=X E X E X D ，[]112/45)()()(22=-=Y E Y E Y D ， 5
5)
()(),(-
==
Y D X D Y X C o v XY ρ。 （2）根据16题结果可得：
()75/25/215/2)()()(),(2
-=-=-=Y E X E XY E Y X Cov ；
因为 5/124),()(10
310
2
2===
????-?y
R
R ydx x dy dxdy y x f x
X E ，
5/124),()(10
3
1
2
2
===
????-?y
R
R xdx y dy dxdy y x f y Y E ，
所以，[]25/1)()()(22=-=X E X E X D ，[]25/1)()()(22=-=Y E Y E Y D
75/2),(2)()()(=++=+Y X Cov Y D X D Y X D ，
32)
()()
,(-==
Y D X D Y X Cov XY ρ。 （3）在第2章14题中，由以下结果
得到，14.1)(=X E ，34.1)(=Y E ，8.1)(=XY E ，9.1)(2=X E ，34.2)(2=Y E ， 所以，2724.0)()()(),(=-=Y E X E XY E Y X Cov ；
[]6004.0)()()(2
2=-=X E X E X D ，[]5444.0)()()(2
2=-=Y E Y E Y D ,
4765.05717
.02724
.0)
()(),(==
=
Y D X D Y X Cov XY ρ. 22，解：根据题意有 ),(2)()()(Y X Cov Y D X D Y X D ++=+
)()(2)()(Y D X D Y D X D XY ρ++=116)6/1(249=?-?++=。
)3,4(2)3()4()43(Y X Cov Y D X D Y X D +-++=+-
),(6)(9)(Y X Cov Y D X D -+=516)6/1(6369=?-?-+=。
23，解：（1）因为321,,X X X 相互独立，所以
[
]
]168[])4[()()4(2
33222232212322
1X X X X E X X E X E X X X E +-=-=-
][16][][8][]168[2
3322
22
3322
2X E X E X E X E X X X X E +-=+-=
171601=+-=。
（2）根据题意，可得[]3/1)()()(,2/1)(22=+==i i i i X E X D X E X E ，3,2,1=i 。
[]
]4244[)2(2331212
322212321X X X X X X X X X E X X X E -+-++=+-
]
[][4][][2][][4][][4][2331212
32
22
1X E X E X E X E X E X E X E X E X E -+-++= 2
11211313431=-+-++=
。 24，解：因为 3/2),()(1
===
????-?x
x
R
R xdy dx dxdy y x xf X E ，
0),()(1
===
????-?x x
R
R ydy dx dxdy y x yf Y E ，
0),()(1
===
????-?x
x
R
R xydy dx dxdy y x xyf XY E ，
所以，0)()()(),(=-=Y E X E XY E Y X Cov ， 即，验证了X,Y 不相关。
又因为，??
???<<===??-
∞
+∞-他其，,01021),()(x x dy dy y x f x f x
x X ； ???
??<<-<<+=?????
??????<≤<<-==???-∞+∞-他其，，，他
其，，，015.015.0010101011),()(1
1
y y y y y dx y dx dx y x f y f y y
Y ，
显然，)()(),(y f x f y x f Y X ≠，所以验证了X,Y 不是相互独立的。 25，解：引入随机变量定义如下
??
?=个盒子
个球未落入第第个盒子
个球落入第第i i i i X i 01 则总的配对数∑==n
i i X X 1
，而且因为n X P i 1}1{==，所以，)1,(~n
n N X 。
故所以，11)(=?=n
n X E 。
2010年浙江大学自动控制原理真题（回忆版） 第一题 给出了三个微分方程要求系统的结构图 常规题型解法：根据三个微分方程画出三部分的图最后再拼成一个。以前没有考过类似的题。 第二题 给出了结构图利用方框图化简法求传递函数 常规题型推导要细心 第三题 给出了一个二阶系统的时域响应，y(t)=10-12.5exp(-1.5t)sint(wt+57.1')（大概是这个形式，具体数字记得不太清楚） 求超调量峰值时间调整时间 没有考过类似的题型解法：求导令导数等于零解出峰值时间和y（t）最大值 剩下的就好求了 （实际上超调量峰值时间的公式就是这样推导出来的！） 第四题 给出了系统的结构图有参数求稳态误差小于0.01时参数满足的条件 常规题型利用劳斯判据的题 但要注意：个人觉得先要求出系统稳定时参数要满足的条件再求满足稳态误差的条件最后再把两个条件结合起来 因为在系统稳定的条件下求稳态误差才有意义 第五题 根轨迹的题 常规题型比较典型的两个极点一个零点的题 第六题 给出了一个开环传递函数分母有参数t1 t2 绘制三种情况下的奶奎斯特图t1>t2 t1=t2 t1 常规题型第一问根据公式 第二问先确定期望的极点这里有个问题，我在复习的整个过程中始终都没有确定调整时间用什么公式 有的地方用的是3-4间的数比上阻尼比和频率的乘积有的书上个的是一个很大的公式 所以要是调整公式没有用对求得的期望的极点自然有问题答案也就自然有问题了 第三题求调整时间也是这样这是今年试题中的不确定的地方 第三问不可观，且极点都不再要求的极点上所以不存在这样的观测器 十一题 利用利亚普诺夫的题 常规题型比较简单5分 今年的题总体上来说还是比较简单的，但有些以往没有考过的内容 建议：认真看化工版的习题集注意每个结论是怎么来的就如第三题一样，每个同学都对超调量什么的公式很熟悉 但今年却不这么考直接给了时间响应去求，所以同学们要更注重课本浙大考的东西本来就不多的 《现代控制理论》第1章习题解答 1.1 线性定常系统和线性时变系统的区别何在？ 答：线性系统的状态空间模型为： x Ax Bu y Cx Du =+=+ 线性定常系统和线性时变系统的区别在于：对于线性定常系统，上述状态空间模型中的系数矩阵A ，B ，C 和D 中的各分量均为常数，而对线性时变系统，其系数矩阵A ，B ，C 和 D 中有时变的元素。线性定常系统在物理上代表结构和参数都不随时间变化的一类系统， 而线性时变系统的参数则随时间的变化而变化。 1.2 现代控制理论中的状态空间模型与经典控制理论中的传递函数有什么区别？ 答: 传递函数模型与状态空间模型的主要区别如下: 1.3 线性系统的状态空间模型有哪几种标准形式？它们分别具有什么特点？ 答: 线性系统的状态空间模型标准形式有能控标准型、能观标准型和对角线标准型。对于n 阶传递函数 121210 1110 ()n n n n n n n b s b s b s b G s d s a s a s a ------++++=+++++， 分别有 ⑴ 能控标准型： []012 101 210100000100000101n n n x x u a a a a y b b b b x du ---????? ???????????? ???=+?? ???????? ? ?????----???? ? =+?? ⑵ 能观标准型： []0011221100010 00 100010 1n n n b a b a x a x u b a b y x du ---?-?? ????? ??-????? ?????=-+???? ? ????? ??????-???? ?=+?? ⑶ 对角线标准型： []1212 001001001n n p p x x u p y c c c x du ????? ??????? ???=+?????? ????? ??????=+? 式中的12,, ,n p p p 和12,,,n c c c 可由下式给出， 12121012 1 11012 ()n n n n n n n n n b s b s b s b c c c G s d d s a s a s a s p s p s p ------++++=+=+++ +++++--- 能控标准型的特点：状态矩阵的最后一行由传递函数的分母多项式系数确定，其余部分具有特定结构，输出矩阵依赖于分子多项式系数，输入矩阵中的元素除了最后一个元素是1外，其余全为0。 能观标准型的特点：能控标准型的对偶形式。 对角线标准型的特点：状态矩阵是对角型矩阵。 1.4 对于同一个系统，状态变量的选择是否惟一？ 答：对于同一个系统，状态变量的选择不是惟一的，状态变量的不同选择导致不同的状态空间模型。 1.5 单输入单输出系统的传递函数在什么情况下，其状态空间实现中的直接转移项D 不等 于零，其参数如何确定？ 答: 当传递函数)(s G 的分母与分子的阶次相同时，其状态空间实现中的直接转移项D 不等于零。 转移项D 的确定：化简下述分母与分子阶次相同的传递函数 1110 111)(a s a s a s b s b s b s b s G n n n n n n n ++++++++=---- 可得： d a s a s a s c s c s c s G n n n n n ++++++++=----0 11 10 111)( 由此得到的d 就是状态空间实现中的直接转移项D 。 1.6 在例1. 2.2处理一般传递函数的状态空间实现过程中，采用了如图1.12的串联分解，试 问：若将图1.12中的两个环节前后调换，则对结果有何影响？ 数字电路答案 第一章习题 1-1 （1）10 108222*86*826=+= {{82 010110 262610110== {{2161 6 101100001011016== （2） 210 1081081*85*84*8154=++= {{{82001100 101154154 1101100== {{2166 1101100011011006C C == （3）101 10813.1251*85*81*815.1-=++= {{{82001001 10115.115.1 1101.001== {{2162 1101.0011101.0010.2D D == （4）2101 108131.6252*80*83*85*8203.5-=+++= {{{{82010000011101 203.5203.510000011.101== {{{2168 3 10000011.10110000011.101083.A A == 1-2 （1）{{285 5 10110110110155== {{2162 101101001011012D D == 10 810555*85*845=+= （2）{{{283 4 5 11100101011100101345== {{2165 11100101111001015E E == 2108103453*84*85*8229=++= （3）{{{285 1 4 101.0011101.001100 5.14== {{2165 3 101.00110101.0011 5.3== 012 8105.145*81*84*8 5.1875--=++= （4）{{{287 4 4 100111.101100111.10147.4== {{{2162 7 100111.10100100111.101027.A A == 101 018625.398*58*78*45.47=++=- 1-3 （1）10 810161*86*814=+= {{82001110 16161110== {21611101110E E == （2）210 8101721*87*82*8122=++= {{{82001010 111172172 1111010== {{167 2 7101001111111010 A A == （3）1012 81061.536*81*85*83*849.672--=+++= {{{{82001110101011 61.5361.53110001.101011== {{{{2163 1 110001.10101100110001.1010110031.A C AC == （4）21012 810126.741*82*86*87*84*886.9375--=++++= {{{{{82001010100 110111126.74126.74 1010110.1111== {{{2165 6 1010110.111101010110.111156.F F == 1-4 （1）{{ 16200101010 22101010A A == {{285 2 10101010101052== 10 810525*82*842=+= 历年集锦 建模的方法 (1)机理建模（微分方程、传递函数、状态空间） 原理：根据过程的工艺机理，写出各种有关的平衡方程，由此获得被控对象的数学模型。应用：首要条件是生产过程的机理必须已经为人们充分掌握，并且可以比较确切的加以数学描述。 (2)测试建模 原理：对过程的输入（包括控制变量与扰动变量）施加一定形式的激励信号，同时记录相关的输入输出数据，再对这些数据进行处理，由此获得对象的动态模型。 应用：一般只用于建立输入输出模型，它把研究的工业过程视为一个黑匣子 建模的步骤## (1)明确模型的目的和要求 (2)对系统进行一般语言描述 (3)弄清系统中主要因素及其相互关 系(4)确定模型的结构 (5)估计模型中的参数 (6)实验研究 (7)必要修改 动态建模和静态建模有什么差别？ 动态数学模型是输出变量与输入变量之间随时间变化的动态关系的数学描述 静态数学模型则是输出变量与输入变量之间不随时间变化情况下的数学关系 前者用于工业设计和最优化等；后者则用于各类自动控制系统的设计与分析，用于工艺设计和操作条件的分析和确定 稳态是怎样的？ 稳态：此时系统没有受到任何外来扰动，同时设定值保持不变，因而被控变量也不会随时间变化，整个系统处于稳定平衡的工况。 动态：此时系统受到外来扰动的影响或者在改变了设定值后，原来的稳态遭到破坏，系统中各组成部分的输入输出量都相应发生变化，尤其是被控变量也将偏离稳态而随时间变化。 智能控制的常用模型 模糊控制、神经网络控制、专家系统~~~ （模糊控制举例：查表法——模糊控制表是最简单的模糊控制器之一） 说说你对人工智能这个概念的认识？ 它通过赋予计算机以人类智慧的某些特点,使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。 人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统，研究如何让计算 机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软硬件来 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 1.1将下列各式写成按权展开式： （352.6）10=3×102+5×101+2×100+6×10-1 （101.101）2=1×22+1×20+1×2-1+1×2-3 （54.6）8=5×81+54×80+6×8-1 （13A.4F）16=1×162+3×161+10×160+4×16-1+15×16-2 1.2按十进制0~17的次序，列表填写出相应的二进制、八进制、十六进制数。 解：略 解：分别代表28=256和210=1024个数。 （1750）8=（1000）10 （3E8）16=（1000）10 1.5将下列各数分别转换为二进制数：（210）8，（136）10，（88）16 1.6将下列个数分别转换成八进制数：（111111）2，（63）10，（3F）16 解：结果都为（77）8 解：结果都为（FF）16 1.8转换下列各数，要求转换后保持原精度： （0110.1010）余3循环BCD码=（1.1110）2 1.9用下列代码表示（123）10，（1011.01）2： 解：（1）8421BCD码： （123）10=（0001 0010 0011）8421BCD （1011.01）2=（11.25）10=（0001 0001.0010 0101）8421BCD （2）余3 BCD码 （123）10=（0100 0101 0110）余3BCD （1011.01）2=（11.25）10=（0100 0100.0101 1000）余3BCD （1）按二进制运算规律求A+B，A-B，C×D，C÷D， （2）将A、B、C、D转换成十进制数后，求A+B，A-B，C×D，C÷D，并将结果与（1）进行比较。 A-B=（101011）2=（43）10 C÷D=（1110）2=（14）10 （2）A+B=（90）10+（47）10=（137）10 A-B=（90）10-（47）10=（43）10 C×D=（84）10×（6）10=（504）10 C÷D=（84）10÷（6）10=（14）10 两种算法结果相同。 概率论与数理统计练习题 系 专业 班 学号 第四章 随机变量的数字特征（一） 一、选择题： 1．设随机变量X ，且()E X 存在，则()E X 是 [ B ] （A ）X 的函数 （B ）确定常数 （C ）随机变量 （D ）x 的函数 2．设X 的概率密度为910()9 00 x e x f x x -?≥?=?? 思考题与习题思考题与习题 第一章 【1-1】（1）（1101）2= （13）10（2）（10111）2=（23）10 （3）（110011）2=（51）10 （4）（11.011）2=（3.375）10 【1-2】（1）（35）10=（100011）2 （2）（168）10 =（10101000）2 （3）（19.85）10=（10011.11011）2 （4）（199）10=（11000111）2 【1-3】（1）(1011011682)()55()AD ==（2）(1110011011682)1()715()CD == （3） (11000111011682 )36()1435()D == （4）(1010101111682)157()527()== 【1-4】答：数字逻辑变量能取“1”，“0”值。它们不代表数量关系，而是代表两种状态，高低电平. 【1-5】答：数字逻辑系统中有“与”，“或”，“非”三种基本运算，“与”指只有决定事件发生的所有的条件都成立，结果才会发生，只要其中有一个条件不成立，结果都不会发生. “与“指只要所有的条件中有一个条件成立，结果就会发生，除非所有的条件都不成立，结果才不会发生. ”非“指条件成立，结果不成立。条件不成立，结果反而成立。 【1-6】答：逻辑函数：指用与，或，非，等运算符号表示函数中各个变量之间逻辑关系的代数式子。 将由真值表写出逻辑函数表达式的方法： 1.在真值表中挑选出所有使函数值为1的变量的取值组合。 2.将每一个选出的变量取值组合对应写成一个由各变量相与的乘积项，在此过程中，如果某变量取值为1，该变量以原变量的形式出现在乘积项中，如果某变量取值为0，则该变量以反变量的形式出现在乘积项中。 3.将所有写出的乘积项相或，即可得到该函数的表达式。 【1-7】答：在n 输入量的逻辑函数中，若m 为包含n 个因式的乘积项，而且这n 个输入变量均以原变量或反变量的形式在m 中出现且仅出现一次，这m 称为该n 变量的一个最小项。 只由最小项组成的表达式称为最小项表达式。 【1-8】将n 个变量的全部最小项各用一个小方块表示，并使具有逻辑相邻性的最小项在几何位置上也相邻地排列起来，所得到的图形称为n 变量的卡诺图。 第四章随机变量的数字特征试题答案 一、 选择（每小题2分） 1、设随机变量X 服从参数为2的泊松分布，则下列结论中正确的是（D ） A.E （X ）=0.5，D （X ）=0.5?B.E （X ）=0.5，D （X ）=0.25 C.E （X ）=2，D （X ）=4?D.E （X ）=2，D （X ）=2 2 Y X -=，则34） A C 5A 6、)1= （C ） A ．3 4?B ．3 7C ． 323?D ．3 26 7、设随机变量X 服从参数为3的泊松分布，)3 1 ,8(~B Y ，X 与Y 相互独立，则 )43(--Y X D =（C ） A ．-13? B ．15 C ．19? D ．23 8、已知1)(=X D ，25)(=Y D ，XY ρ=0.4，则)(Y X D -=（B ） A ．6? B ．22 C ．30? D ．46 9、设)3 1 ,10(~B X ，则)(X E =（C ） A ．31? B ．1 C ．3 10?D ．10 10、设)3,1(~2N X ，则下列选项中，不成立的是（B ） A.E （X ）=1? B.D （X ）=3? C.P （X=1）=0? D.P （X<1）=0.5 11 A ．C ．12、XY ρ= （D 13x =(B) A ． 14、（C ） A.-15、为（A ．C ．21)(,41)(== X D X E ?D ．4 1 )(,21)(==X D X E 16、设二维随机变量（X ，Y ）的分布律为 则)(XY E =（B ） A ．9 1-?B ．0 C ．9 1?D ．3 1 17、已知随机变量X 服从参数为2的泊松分布，则随机变量X 的方差为（D ） A 18，0.5)，则A 19，则X A 20， 则21（B A C 22、设n X X X ,,,21 是来自总体),(2σμN 的样本，对任意的ε>0，样本均值X 所满足的切比雪夫不等式为（B ） A ．{}2 2 εσεμn n X P ≥ <-?B ．{} 22 1ε σεμn X P -≥<- C ．{}2 2 1ε σεμn X P - ≤≥-?D ．{}2 2 εσεμn n X P ≤ ≥- 《时序逻辑电路》练习题 [5.1] 分析图P5.8的计数器电路，说明这是多少进制的计数器。十进制计数器74160的功能表见表5.3.4。 [5.2] 分析图P5.9的计数器电路，画出电路的状态转换图，说明这是多少进制的计数器。十六进制计数器74LS161的功能表如表5.3.4所示。 [5.11]试分析图P5.11的计数器在M=1和M=0时各为几进制。74LS160的功能表同上题。 [5.12]图P5.12电路是可变进制计数器。试分析当控制变量A为1和0时电路各为几进制计数器。74LS161的功能表见题5.10。 [5.13]设计一个可控制进制的计数器，当输入控制变量M=0时工作在五进制，M=1 时工作在十五进制。请标出计数输入端和进位输出端。 [解] 见图A5.13。 [5.15]试分析图P5.15计数器电路的分频比(即Y与CP的频率之比)。74LS161的功能表见题5.10。 [解] 利用与上题同样的分析方法，可得74LS161(1)和74LS161(2)的状态转换图如图A5.15(a)、(b)所示。可见，74LS 161(1)为七进制计数器，且每当电路状态由1001~1111时，给74LS 161(2)一个计数脉冲。74LS 161(2)为九进制计数器，计数状态由0111~1111循环。整个电路为63进制计数器，分频比为1:63。 [5.16] 图P5.16电路是由两片同步十进制计数器74160组成的计数器，试分析这是多少进制的计数器，两片之间是几进制。74160的功能表见题5.10。 [解] 第（1）片74160接成十进制计数器，第（2）片74160接成了三进制计数器。第（1）片到第（2）片之间为十进制，两片中串联组成71~90的二十进制计数器。 §2.3.1随机变量的数字特征（二） 学习目标 1．熟练掌握均值公式及性质． 2．能利用随机变量的均值解决实际生活中的有关问题． 学习过程 【任务一】双基自测 1．分布列为 的期望值为 ( ) A ．0 B ．－1 C ．－13 D ．12 2．设E (ξ)＝10，则E (3ξ＋5)等于 ( ) A ．35 B ．40 C ．30 D ．15 3．某一供电网络，有n 个用电单位，每个单位在一天中使用电的机会是p ，供电网络中一天平均用电的单位个数是 ( ) A ．np (1－p ) B ．Np C ．n D ．p (1－p ) 4．两封信随机投入A 、B 、C 三个空邮箱中，则A 邮箱的信件数ξ的数学期望E (ξ)＝________ 【任务二】题型与解法 题型一 二项分布的均值 例1：一次单元测验由20个选择题构成，每个选择题有4个选项，其中仅有一个选项正确．每题选对得5分，不选或选错不得分，满分 100分．学生甲选对任意一题的概率为0.9，学生乙则在测验中对每题都从各选项中随机地选择一个．分别求学生甲和学生乙在这次测验中成绩的均值． 跟踪训练1英语考试有100道选择题，每题4个选项，选对得1分，否则得0分．学生甲会其中的20道，学生乙会其中的80道，不会的均随机选择．求甲、乙在这次测验中得分的期望． 题型二超几何分布的均值 例2一名博彩者，放6个白球和6个红球在一个袋子中，定下规矩： 凡是愿意摸彩者，每人交1元作为手续费，然后可以一次从袋中摸出5个球，中彩情况如下表： 试计算：（1）摸一次能获得20元奖品的概率； （2）按摸10 000次统计，这个人能否赚钱？如果赚钱，则净赚多少钱？ 跟踪训练2厂家在产品出厂前，需对产品做检验，厂家将一批产品发给商家时，商家按合同规定也需随机抽取一定数量的产品做检验，以决定是否接收这批产品． （1）若厂家库房中的每件产品合格的概率为0.8，从中任意取出4件进行检验．求至少有1件是合格品的概率； 《自动控制理论》课程习题集 一、单选题 1、下列不属于自动控制基本方式得就是( B )。 A.开环控制 B.随动控制 C.复合控制 D.闭环控制 2、自动控制系统得( A )就是系统工作得必要条件。 A.稳定性 B.动态特性 C.稳态特性 D.瞬态特性 3、在( D )得情况下应尽量采用开环控制系统。 A、系统得扰动量影响不大 B、系统得扰动量大且无法预计 C、闭环系统不稳定 D、系统得扰动量可以 预计并能进行补偿 4、系统得其传递函数( B )。 A、与输入信号有关 B、只取决于系统结构与元件得参数 C、闭环系统不稳定 D、系统得扰动量可以预计并能进行补偿 5、建立在传递函数概念基础上得就是( C )。 A、经典理论 B、控制理论 C、经典控制理论 D、现代控制理论 6、构成振荡环节得必要条件就是当( C )时。 A、ζ=1 B、ζ=0 C、0<ζ<1 D、0≤ζ≤1 7、当( B )时,输出C(t)等幅自由振荡,称为无阻尼振荡。 A、ζ=1 B、ζ=0 C、0<ζ<1 D、0≤ζ≤1 8、若二阶系统得阶跃响应曲线无超调达到稳态值,则两个极点位于位于( D )。 A、虚轴正半轴 B、实正半轴 C、虚轴负半轴 D、实轴负半轴 9、线性系统稳定得充分必要条件就是闭环系统特征方程得所有根都具有( B )。 A、实部为正 B、实部为负 C、虚部为正 D、虚部为负 10、下列说法正确得就是:系统得开环增益( B )。 A、越大系统得动态特性越好 B、越大系统得稳态特性越好 C、越大系统得阻尼越小 D、越小系统得稳态特性越好 11、根轨迹就是指开环系统某个参数由0变化到∞,( D )在s平面上移动得轨迹。 A、开环零点 B、开环极点 C、闭环零点 D、闭环极点 12、闭环极点若为实数,则位于[s]平面实轴;若为复数,则共轭出现。所以根轨迹( A )。 A、对称于实轴 B、对称于虚轴 C、位于左半[s]平面 D、位于右半[s]平面 13、系统得开环传递函数,则全根轨迹得分支数就是( C )。 A.1 B.2 C.3 D.4 14、已知控制系统得闭环传递函数就是,则其根轨迹起始于( A )。 A. G(s)H(s)得极点 B. G(s)H(s)得零点 C. 1+ G(s)H(s)得极点 D. 1+ G(s)H(s)得零点 第一章 二进制到十六进制、十进制 (1)()2=(97)16=(151)10 (2)(1101101)2=(6D)16=(109)10 (3)2=16=(0.)10 (4)2=16=10 十进制到二进制、十六进制 (1)(17)10=(10001)2=(11)16 (2)(127)10=(1111111)2=(7F)16 16 21016210)3.19()1010 1(11001.101(25.7)(4))A D7030.6()0101 0000 0111 1101 0110 (0.0110(0.39)(3) B 用公式化简逻辑函数 (1)Y=A+B (3)Y=1 ） ＝＋（解：1A A 1)2( C B A C C B A C B Y C B A C B A Y AD C C B AD C B C B AD D C A AB D CD B A Y )()(Y )4(解： (5)Y=0 (7)Y=A+CD E ABCD E C ABCD CE AD B BC CE AD B BC Y CE AD B BC B A D C AC Y )()()() ()()6(解： C B A C B C B A A C B A C B A C B A C B C B A A C B A C B A C B A Y C B A C B A C B A Y )() )(())()(() )()((8解：）（ D A D A C B Y )9( E BD E D B F E A AD AC Y )10( (a) C B C B A Y (b) C B A ABC Y (c) ACD D C A D C A B A Y D AC B A Y 21, (d) C B A ABC C B A C B A Y BC AC AB Y 21, 1.10 求下列函数的反函数并化简为最简与或式 (1)C B C A Y (2)D C A Y C B C B AC C B AC B A BC AC C A B A BC AC C A B A Y BC AC C A B A Y ))((]))([())(())(()3(解： (4)C B A Y D C AB D C B D C A D C B D A C A C D C B C A D A Y C D C B C A D A Y )() )(())()(()5(解： (6)0 Y 1.11 将函数化简为最小项之和的形式 C B A C B A ABC BC A C B A C B A C B A ABC BC A C B A A C B B A BC A C B AC BC A Y C B AC BC A Y )()()1(解： D C B A CD B A D C B A ABCD BCD A D C B A Y ）（2 第四章随机变量的数字特征 【基本要求】理解随机变量的数学期望与方差的概念，掌握它们的性质与计算方法；掌握计算随机变量函数的数学期望方法；掌握二项分布、泊松分布、正态分布和指数分布的数学期望和方差；了解协方差、相关系数、矩的概念、性质及计算方法。 【本章重点】数学期望与方差的概念、性质与计算方法；求随机变量函数的数学期望的方法；二项分布、泊松分布、正态分布和指数分布的数学期望和方差。 【本章难点】数学期望与方差的概念计算方法；随机变量函数的数学期望的计算方法；协方差、相关系数、矩的概念、性质及计算方法 【学时分配】7-9学时 分布函数:) x F≤ =——全面描述随机变量X取值的统计规律。但是，在实际问题中 P X ) ( (x 分布函数的确定并不是一件容易的事，而且有时我们也不需要知道分布函数，只需知道随机变量的某些数字特征就够了。例如： 评价粮食产量，只关注平均产量； 研究水稻品种优劣，只关注每株平均粒数； 评价某班成绩，只关注平均分数、偏离程度； 评价射击水平，只关注平均命中环数、偏离程度。 描述变量的平均值的量——数学期望， 描述变量的离散程度的量——方差。 §4.1 数学期望 教学目的：使学生理解掌握随机变量的数学期望的实际意义及概念，会计算具体分布的数学期望； 使学生理解掌握随机变量函数的数学期望的计算及数学期望的性质。 教学重点、难点：数学期望的概念及其计算；随机变量函数的数学期望的计算及数学期望的性质。 教学过程： (一) 数学期望的概念 先看一个例子:一射手进行打靶练习,规定射入 区域2e 得2分, 射入区域1e 得1分,脱靶即射入 区域0e 得0分.设射手一次射击的得分数X 是一个 e 0 随机变量，而且X 的分布律为P{X=k}=k p ,k=0,1,2 现射击N 次，其中得0分0a 次，得1分1a 次，得2分2a 次，0a +1a +2a =N.则他射击N 次得分的总和为0a 0+ 1a 1+ 2a 2,他平均一次射击的得分数为 ∑==?+?+?2 210210k k N a k N a a a ，因为当N 充分大时, 频率k p 概率稳定值 ??→?N a k 。 所以当N 充分大时, 平均数∑=??→?2 k k k p x x 稳定值 。 显然,数值∑=2 k k k p x 完全由随机变量X 的概率分布确定,而与试验无关，它反映了平均数的大小。 定义: 1.离散型随机变量的数学期望:设离散型随机变量X 的分布律为{}k k P X x p ==，1,2,3k =…若级数1 k k k x p ∞ =∑绝对收敛，则称级数1 k k k x p ∞ =∑为随机变量X 的数学期望，记为()E X ,即()E X ＝1 k k k x p ∞ =∑。 2.连续型随机变量的数学期望:设连续型随机变量X 的密度函数为()f x ，若积分()xf x dx ∞ -∞ ?绝对 收敛，则称积分()xf x dx ∞-∞ ?的值为随机变量X 的数学期望，记为()E X 。即()E X ＝()xf x dx ∞ -∞ ?。 数学期望简称期望，又称为均值。 (二) 数学期望的计算 关键是：求出随机变量的分布律或者密度函数。 1、离散型——若 则()E X ＝1k k k x p ∞ =∑ （绝对收敛） 《2014浙江大学自动控制原理考研复习精编》 历年考研真题试卷 浙江大学2007年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目：自动控制原理 编号：845 注意：答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上均无效。 1、（10分）图1为转动物体，J 表示转动惯量，f 表示摩擦系数。若输入为转矩，()M t ， 输出为角位移()t θ，求传递函数 () ()()s G s M s θ= 。 图1 转动物体 2、（10分）求图2所示系统输出()y s 的表达式 图2 3、（20分）单位负反馈系统的开环传递函数为 ()(1)(21)K G s s Ts s = ++，其中0K >、 1 0T T >。试求： （1）闭环系统稳定，K 和T 应满足的条件；在K-T 直角坐标中画出该系统稳定的区域。 （2）若闭环系统处于临界稳定，且振动频率1/rad s ω=，求K 和T 的值。 （3）若系统的输入为单位阶跃函数，分析闭环系统的稳态误差。 4、（20分）系统结构如图4所示。 （1）画出系统的根轨迹图，并确定使闭环系统稳定的K 值范围； （2）若已知闭环系统的一个极点为 11s =-，试确定闭环传递函数。 图4 5、（10分）系统动态方框图及开环对数频率特性见图5，求 1K 、2K 、1T 、2T 的值。 图5 6、（10分）已知单位负反馈系统开环频率特性的极坐标如图6所示，图示曲线的开环放大倍数K=500，右半s 平面内的开环极点P=0，试求： （1）图示系统是否稳定，为什么？ （2）确定使系统稳定的K 值范围。 图6 7、（10分）是非题（若你认为正确，则在题号后打√，否则打×，每题1分） （1）经过状态反馈后的系统，其能控能观性均不发生改变。 （ ） （2）若一个可观的n 维动态系统其输出矩阵的秩为m ，则可设计m 维的降维观测器。（ ） （3）由已知系统的传递函数转化为状态方程，其形式唯一。 （ ） 题1.1 完成下面的数值转换： （1）将二进制数转换成等效的十进制数、八进制数、十六进制数。 ①（0011101）2②（11011.110）2③（110110111）2 解：①（0011101）2 =1×24+ 1×23+ 1×22+ 1×20=(29)10 （0011101）2 =(0 011 101)2= (35)8 （0011101）2 =(0001 1101)2= (1D)16 ②(27.75)10，(33.6)8，(1B.C)16； ③(439)10，(667)8，(1B7)16； （2）将十进制数转换成等效的二进制数（小数点后取4位）、八进制数及十六进制数。①（89） ②（1800）10③（23.45）10 10 解得到：①(1011001)2，(131)8，(59)16； ②(11100001000) 2，(3410) 8，(708) 16 ③(10111.0111) 2，(27.31) 8，(17.7) 16； （3）求出下列各式的值。①（54.2）16=（）10 ②（127）8=（）16 ③（3AB6）16=（）4解①(84.125)10；②(57)16；③(3222312)4； 题1.2 写出5位自然二进制码和格雷码。 题1.3 用余3码表示下列各数 ①（8）10 ②（7）10 ③（3）10 解（1）1011；（2）1010；（3）0110 题1.4 直接写出下面函数的对偶函数和反函数。 ()()Y AB C D E C '=++ ()()Y AB A C C D E ''=+++ (())Y A B C D E '''=++++ ()Y A B C A B C '''=++ 解 (1)(())(())(2)()(())()(())(3)(())(())(4)D D D D Y A B C D E C Y A B C D E C Y A B A C C D E Y A B AC C D E Y A BC DE Y A B C D E Y ABC A B C Y A B C A B C '''''''=+++=+++''''''''=+++=+++''''''''''=='''''''=+++=+++，，，， 题1.5 证明下面的恒等式相等 ()()()()()()()()AB C B ABC A BC ABC AB B A B A B BC AD A B B D A C C D A C B D B D AB BC ''+=++''++=++=++++'''+++=+ 1、(AB+C)B=AB+BC=AB ( C+C')+ ( A+A')BC =ABC +ABC'+ABC + A'BC= ABC+ABC'+ A'BC 2、AB'+B+A'B=A+B+A'B=A+B+B=A+B 3、左=BC+AD ， 对偶式为(B+C)(A+D)=AB+AC+BD+CD 右=(A+B)(B+D) (A+C)(C+D)，对偶式为： AB+AC+BD+CD 对偶式相等，推得左=右。 4、(A+C')(B+D)(B+D')= (A+C')(B+BD+BD')= (A+C')B=AB+BC' 题1.7 在下列各个逻辑函数中，当变量A 、B 、C 为哪些取值组合时，函数Y 的值为1。 Y AB BC A C '=++ Y AB A B C A B ABC '''''=+++ Y AB A B C A B ABC '''''=+++ ()Y AB BC A B '=++ Y=AB+BC+A'C = AB(C+C')+BC (A+A')+A'C(B+B') =m7+m6+m1+m3 使以上四个最小项为1时，Y 为1. 即：111；110；011；001 （2）000,001,011,100 （3）100,101,000,011,010,111 （4）110,111,010 题1.8 列出下面各函数的真值表 概率论与数理统计练习题 系 专业 班 姓名 学号 第四章 随机变量的数字特征（一） 一、选择题： 1．设随机变量X ，且()E X 存在，则()E X 是 [ B ] （A ）X 的函数 （B ）确定常数 （C ）随机变量 （D ）x 的函数 2．设X 的概率密度为910()9 00 x e x f x x -?≥?=?? 第12讲 随机变量的数字特征习题课 教学目的：掌握随机变量的数字特征，了解切比雪夫不等式和大数定律。 教学重点：理解数学期望和方差的概念，掌握它们的性质与计算，熟悉常用分布的数 学期望和方差。 教学难点：随机变量函数的数学期望。 教学时数：2学时 教学过程： 一、知识要点回顾 1. 随机变量X 的数学期望()E X 2. 对离散随机变量 ()()i i i E X x p x =∑ 3. 若1,2,i =，则假定这个级数绝对收敛，否则就没有数学期望。 4. 对连续随机变量 ()()E X xf x dx +∞ -∞ =? 5. 假定这个广义积分绝对收敛，否则就没有数学期望。 6. 随机变量X 的函数()g X 的数学期望[()]E g X ，其中()g X 为实函数。 7. 对离散随机变量 [()]()()i i i E g X g x p x =∑ 8. 对连续随机变量 [()]()()E g X g x f x dx +∞ -∞ =? 9. 假定所涉及的无穷级数绝对收敛，所涉及的广义积分绝对收敛。 10. 二维随机变量(,)X Y 的函数(,)g X Y 的数学期望[(,)]E g X Y ，其中(,)g X Y 为二元 实函数。 11. 对离散随机变量 [(,)](,)(,)i j i j i j E g X Y g x y p x y =∑∑ 12. 对连续随机变量 [(,)](,)(,)E g X Y g x y f x y dxdy +∞ +∞ -∞ -∞ =? ? 13. 假定所涉及的无穷级数绝对收敛，所涉及的广义积分绝对收敛。 14. 数学期望的性质（假定所涉及的数学期望都存在） 15. (), ()E c c c =为常数 16. ()(), ()E cX cE X c =为常数 第一章数字逻辑习题 1．1数字电路与数字信号 1.1.2 图形代表的二进制数 010110100 1．1．4一周期性数字波形如图题所示，试计算：（1）周期；（2）频率；（3）占空比例 MSB LSB 0 1 2 11 12 （ms） 解：因为图题所示为周期性数字波，所以两个相邻的上升沿之间持续的时间为周期，T=10ms 频率为周期的倒数，f=1/T=1/0.01s=100HZ 占空比为高电平脉冲宽度与周期的百分比，q=1ms/10ms*100%=10% 1.2数制 2 1.2.2将下列十进制数转换为二进制数，八进制数和十六进制数（要求转换误差不大于4（2）127 （4）2.718 解：（2）（127）D=72-1=（10000000）B-1=（1111111）B=（177）O=（7F）H （4）（2.718）D=(10.1011)B=(2.54)O=(2.B)H 1.4二进制代码 1.4.1将下列十进制数转换为8421BCD码： （1）43 （3）254.25 解：（43）D=（01000011）BCD 1.4.3试用十六进制写书下列字符繁荣ASCⅡ码的表示：P28 （1）+ （2）@ （3）you (4)43 解：首先查出每个字符所对应的二进制表示的ASCⅡ码，然后将二进制码转换为十六进制数表示。 （1）“+”的ASCⅡ码为0101011，则（00101011）B=（2B）H （2）@的ASCⅡ码为1000000,(01000000)B=(40)H (3)you的ASCⅡ码为本1111001,1101111,1110101,对应的十六进制数分别为79,6F,75 (4)43的ASCⅡ码为0110100,0110011,对应的十六紧张数分别为34,33 1.6逻辑函数及其表示方法 1.6.1在图题1. 6.1中，已知输入信号A，B`的波形，画出各门电路输出L的波形。现代控制理论习题解答..
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