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第一章1、某离散时间因果LTI 系统，当输入)1()31(41)()31(x(n)1n -+=-n n n εε时，输出)()21()(y n n n ε= （1）确定系统的函数H(Z) （3分） （2）求系统单位序列相应h （n ）（3分） （3）计算系统的频率特性H （e j θ）（3分）（4）写出系统的差分方程（3分）解：（1）)41)(21()31(31413121)()()(1+--=-+--==-Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z ZZ X Z Y Z H |Z|>21(2)497292)4)(2(31)(++-=+--=Z Z Z Z Z Z Z H |Z| >21)()41(97)()21(92)(h n n n n n εε-+=（3）因为H （z ）收敛域为 |Z| >21，包含单位圆所以H （e j θ）存在41972192|)()(++-===θθθθθθj j j j e Z j e ee e Z H e H j（4）21121281-41131-181-4131)()()(-----=--==Z Z Z Z Z Z Z Z X Z Y Z H==>121)(31)()(81)(41)(----=--Z Z X Z X z z Y z z Y z Y )1(31)()2(81)1(41)(--=----n x n x n y n y n y2、x(n)的z 变换为X(z)=1(1-z -1)(1-2z -1) , ROC ：1<│z │<2 ，z 的变换。
（12分） 设X(z)=A 1-z -1 +B1-2z -1 =X 1(z)+X 2(z) %写出此形式2分 则由部分分式分解法，可得A=（1-z -1)X(z)│z=1=-1, B=(1-2z -1)│z=2=2 %求出此结果6分 由ROC 的形式，可以判定x(n)是一个右边序列和一个左边序列之和。
《随机信号分析与处理》期中自我测评一、填空（20分）1、按照时间和状态是连续还是离散，随机过程可以分成四类，这四类是_______________________________________________________________。
2、如果随机过程___________________________________________________________________，则称X(t)为严格平稳随机过程。
3、如果平稳随机过程_____________________________________,则称该随机过程为各态历经过程。
4、如果均匀分布的白噪声通过线性系统，输出服从____________________________________分布。
5、正态随机过程的任意N维分布只有由________________________确定。
6、窄带正态随机过程的相位服从________________，幅度服从_______________。
7、如果一个随机过程未来的状态只与_____________，与_________________，则该过程称为马尔可夫过程。
8、解析信号的功率谱负频部分为零，正频部分是实信号的________。
9、随机过程的相关时间反映了随机过程变化的快慢程度，相关时间越长，过程的取值变化______，相关时间越短，过程的取值变化___________。
10、平稳随机信号通过线性系统分析,输入、输出过程的自相关函数的关系可表示为__________________________，输出与输入过程的功率谱之间的关系可表示为_____________________________。
二、（20分）判断题(判断下列说法是否准确，正确的打T，错误的打F）。
1、随机变量的均值反映了它的取值的统计平均值，它的方差反映了它的取值偏离均值的偏离程度。
（）2、如果一个平稳随机过程的时间平均值等于统计平均值，时间相关函数等于统计相关函数，那么它是各态历经过程。
i 一.填空题(每空3分共18分)：1.随机信号功率谱的物理意义是。
22.广义各态历经是指。
33.白噪声通过理想低通系统后，功率谱为。
号；4.希尔伯特变换中系统的冲激响应h(t)传递函数；H( ) 。
5 5.随机信号x(t)的解析函信号是。
二.判断题(每小题3分共15分)题小答1.随机变量X, Y独立，则有E(XY) E(X)E(Y)。
() 不内2.理想白噪声过程在不同时刻的两个状态独立。
()封3.一可以成为平稳过程的自相关函数。
曲密()4.功率谱密度S x()是实函数并且是偶函数。
()5.实平稳随机过程X(t)通过线性时不变系统的输出为Y(t),则有S x( )S Y( ) S XY()S YX() ( )三.(12分)若有一随机变量X,其概率密度函数为f(t) -e ax u(t)o2 求：(1) a的值；(2) X的特征函数X v ；第1页共4页(3)随机变量Y 2X 1,求Y的一阶概率密度函数。
.( 15 分) 已知随机相位正弦信号X(t) cos 0t , 0为常数，为在［0, 2兀］内均匀分布的随机变量。
试求：(1) X(t)的数学期望和自相关函数；(2)判定X(t)是否为平稳过程；(3)计算x(t)的功率谱密度。
五.(15分)若输入信号X(t) X。
cos( o t )作用于图XX所示RC电路，其中X。
为［0,1］上均匀分布的随机变量，为［0,2兀］上均匀分布的随机变量，并且X。
与彼此独立。
求输出信号Y(t) 的功率谱与相关函数。
题业答专才不内线密六.(15分)复随机过程Z(t) e j(0t),式中。
为常数，是在。
2)：上均匀分布的随机变量。
求：(1)E［Z(t *(5和E［Z(t)Z(t)第3页共4页第4页共4页］;:(2)信号的功率谱。
七.(15分)平稳随机过程x(t)作用到冲激响应分别为几代)和卜2代)的 串联系统。
用h i (t)、h 2(t)和X(t)的自相关函数R x ()表示的Y i (t)和丫2⑴ 的互相关函数，并计算丫(t)和Y 2(t)的功率谱。
1. （10分）随机变量12,X X 彼此独立，且特征函数分别为12(),()v v φφ，求下列随机变量的特征函数：（1） 122X X X =+ （2）12536X X X =++解：（1）()121222()jv X X jvX jv X jvXX v E e E e E e e φ+⎡⎤⎡⎤⎡⎤===⋅⎣⎦⎣⎦⎣⎦1221212()(2)jvX jv X X X E e E e v v φφ⎡⎤⎡⎤=⎣⎦⎣⎦和独立（2）()1212536536()jv X X jv X jv X jv X v E e E e e e φ++⎡⎤⎡⎤==⋅⋅⎣⎦⎣⎦1253612jv X jv X jv X X E e E e E e ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦和独立 612(5)(3)jv e v v φφ=2. （10分）取值()1,1-+，概率[0.4,0.6]的独立()半随机二进制传输信号()X t ，时隙长度为T ，问： （1） 信号的均值函数()E X t ⎡⎤⎣⎦； （2） 信号的自相关函数(),X R t t τ+； （3） 信号的一维概率密度函数();X f x t 。
解：（1）()10.410.60.2E X t =-⨯+⨯=⎡⎤⎣⎦ (2) 当,t t τ+在同一个时隙时：[]222(,)()()[()]10.6(1)0.41X R t t E X t X t E X t ττ+=+==⨯+-⨯=当,t t τ+不在同一个时隙时：[][][](,)()()()()0.20.20.04X R t t E X t X t E X t E X t τττ+=+=+=⨯=（3）()()();0.610.41X f x t x x δδ=-++3. （10分）随机信号0()sin()X t t ω=+Θ，()()0cos Y t t ω=+Θ，其中0ω为常数，Θ为在[]-,ππ上均匀分布的随机变量。
《随机信号处理》重点题⽬题型及相关知识点简介第⼀组上台讲解题⽬（第2、7题）2. 复随机过程0()()j t Z t e ω+Φ=，式中0ω为常数，Φ是在(0,2)π上均匀分布的随机变量。
求：(1)[()()]E Z t Z t τ*+和[()()]E Z t Z t τ+；(2)信号的功率谱。
解： (1)0000[()][]201[()()]212j t j t j j E Z t Z t e e d e d e ωτωπωτωττππ+∞++Φ-+Φ*-∞+=Φ=Φ=?000[()][]2[(2)2]2(2)201[()()]212120j t j t j t j t j E Z t Z t e e d e d ee d ωτωπωτπωττπππ+∞++Φ+Φ-∞++Φ+Φ+=Φ=Φ=Φ=(2)00()[()]{[()()]}[]2()Z Z j S F R F E Z t Z t F e ωτωττπδωω*==+==-备注:主要考察第⼆章P37,功率谱计算,第⼀步求期望⽤数学积分⽅法,得到[()()]E Z t Z t τ*+即输出的⾃相关,对其进⾏傅⾥叶变换就得信号的功率谱。
7. ⼀零均值MA(2)过程满⾜Yule-Walker ⽅程：试求MA 参数： 0b ，1b ，2b解：由于对于零均值MA(q)过程⽽⾔，均值为0，令⽅差为1，其⾃相关函数220(0)qx k k r b ωσ==∑222012011202321b b b b b b b b b ++=+==220(0)qx k k r b ωσ==∑（公式：3.2.5）2,0()0,qk k l k l x b b l qr l l q ωσ-=?≤≤?=??>?∑ ()(),1x x r l r l q l =--≤≤-（公式：3.2.6）则可得：22201011210(0)(1)()q x q q x q x b b b r b b b b b b r b b r q -++=++==故由题意知，MA(2)过程的⾃相关函数为(0)3,(1)(1)2,(2)(2)12x x x x x r r r r r k ==-==-=?> 由此不难求得MA(2)过程的功率谱22122()()232kx xk s z r k zz z z z ---=-==++++∑（公式：2.4.14）其因式分解为：122()(1)(1)x s z z z z z --=++++根据功率谱分解定理2**()()(1/)x s z Q z Q Z σ=（公式：2.5.2a ），⽐较得传输函数：12()1Q z z z --=++ 即0121,1,1b b b ===备注：本题主要考察MA 模型满⾜Yule-Walker ⽅程的模型参数求解，根据P54页3.2.6求得⾃相关函数值，由P38页2.4.14求得复功率谱密度，因式分解，与P39页2.5.2a ⽐较得出结果。
随机信号分析习题一1.设函数，试证明是某个随机变量的分布函数。
并求下⎩⎨⎧≤>-=-0, 00 ,1)(x x e x F x )(x F ξ列概率：，。
)1(<ξP )21(≤≤ξP 2.设的联合密度函数为),(Y X ，(), 0, 0(,)0 , otherx y XY e x y f x y -+⎧≥≥=⎨⎩求。
{}10,10<<<<Y X P 3.设二维随机变量的联合密度函数为),(Y X⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-=)52(21exp 1),(22y xy x y x f XY π求：（1）边沿密度，)(x f X )(y f Y （2）条件概率密度，|(|)Y X f y x |(|)X Y f x y 4.设离散型随机变量的可能取值为，取每个值的概率都为，又设随机X {}2,1,0,1-4/1变量。
3()Y g X X X ==-（1）求的可能取值Y （2）确定Y 的分布。
（3）求。
][Y E 5.设两个离散随机变量，的联合概率密度为：X Y )()(31)1()3(31)1()2(31),(A y A x y x y x y x f XY --+--+--=δδδδδδ试求：（1）与不相关时的所有值。
X Y A （2）与统计独立时所有值。
X Y A 6.二维随机变量（，）满足：X Y ϕϕsin cos ==Y X 为在[0，2]上均匀分布的随机变量，讨论，的独立性与相关性。
ϕπX Y 7.已知随机变量X 的概率密度为，求的概率密度。
)(x f 2bX Y =)(y f 8.两个随机变量，，已知其联合概率密度为,求的概率密度？X X (,)f x x X X +9.设是零均值，单位方差的高斯随机变量，如图，求的概率密度X ()y g x =()y g x =()Y f y\10.设随机变量和是另两个随机变量和的函数W Z X Y 222W X Y Z X⎧=+⎨=⎩设，是相互独立的高斯变量。
填空：1.假设连续随机变量的概率分布函数为F（x）则F（-∞）=0, F（+∞）=12.随机过程可以看成是样本函数的集合，也可以看成是随机变量的集合3.如果随机过程X(t)满足任意维概率密度不随时间起点的变化而变化,则称X(t)为严平稳随机过程，如果随机过程X(t)满足均值为常数，自相关函数只与时间差相关则称X(t)为广义平稳随机过程4.如果一零均值随机过程的功率谱，在整个频率轴上为一常数，则称该随机过程为白噪声,该过程的任意两个不同时刻的状态是不相关5. 宽带随机过程通过窄带线性系统，其输出近似服从正态分布,窄带正态噪声的包络服从瑞利分布,而相位服从均匀分布6.分析平稳随机信号通过线性系统的两种常用的方法是冲激响应法，频谱法7.若实平稳随机过程相关函数为Rx（τ）=25+4/（1+6τ），则其均值为5或-5,方差为4 7.匹配滤波器是输出信噪比最大作为准则的最佳线性滤波器。
1.广义各态历经过称的信号一定是广义平稳随机信号，反之，广义平稳的随机信号不一定是广义各态历经的随机信号2.具有高斯分布的噪声称为高斯噪声,具有均匀分布的噪声叫均匀噪声,而如果一个随机过程的概率谱密度是常数，则称它为白噪声3.白噪声通过都是带宽的线性系统，输出过程为高斯过程4.平稳高斯过程与确定的信号之和是高斯过程，确定的信号可以认为是该过程的数学期望5.平稳正态随机过程的任意概率密度只由均值和协方差阵确定1.白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。
3.对于严格平稳的随机过程，它的均值与方差是与时间无关的函数，即自相关函数与时间间隔有关，与时间起点无关。
4.冲激响应满足分析线性输出，其均值为_____________________。
5.偶函数的希尔伯特变换是奇函数。
6.窄带随机过程的互相关函数公式为P138。
1.按照时间和状态是连续还是离散的，随机过程可分为四类，这四类是连续时间随机过程，离散型随机过程、随机序列、离散随机序列。
《随机信号分析与处理》期末自我测评试题（三）一、填空（２０分，每小题２分）1、随机变量X的k阶中心矩的定义是____________________。
2、二维随机变量之间反映相互关系的数字特征是 ____ ____ 和______________。
3、白噪声在任意两个相邻时刻的状态是______ ____，其平均功率是____________。
4、匹配滤波器输出的最大信噪比只与__________________和 _有关，与_____________无关。
5、非线性变换的主要方法有________________、___________和。
6、希尔伯特变换器的相频特性为 ____________，因此其也称为。
7、典型的独立增量过程有______ _______与_________________。
8、在信号检测时，若难以确定代价因子和先验概率，则通常采用的判决准则是_____ ________。
9、对于齐次马尔可夫过程，任意有限维概率密度完全由___ _____和决定。
10、若检测判决式为，则虚警概率可表示为__________________。
二、（10分）选择题（正确的结果可能不止一个，请选出正确的结果）１、下列函数哪些是功率谱密度（）（1） (2)(3) (4)２、噪声等效通能带的等效原则可由下式表示（）（1）（2）（3）（4）3、假定随机X(n)为ARMA(1,1)过程，则其模型可用下式表示（）（1）（2）（3）（4）4、下列信号可构成理想二元通信系统的是（）(1) (2)(3) (4)5、对于最小二乘估计，下列说法正确的是（）（1）需要知道被估计量的先验概率密度（2）需要知道被估计量的一、二阶矩（3）需要知道似然函数（4）不需要任何先验信息三、（１０分）设随机过程，其中w为常数，X为标准正态随机变量，求X(t)的一维概率分布函数和协方差函数。
四、（１０分）设线性系统的输入是平稳随机过程X(t),其功率谱密度为，线性系统输出为Y(t).（１）求误差过程E(t)=Y(t)-X(t)的功率谱密度函数（２）如下图所示，设输入到RC电路的平稳随机过程相关函数，求误差过程的功率谱密度。
1. X(t)，Y(t)是统计独立，零均值的随机过程，其自相关函数分别为：||()XX R e ττ-=，()(2)YY R cos τπτ=(a) 求1()()()W t X t Y t =+的自相关函数；(b) 求2()()()W t X t Y t =-的自相关函数；(c) 求12(),()W t W t 的互相关。
2. 定义一随机过程X(t)=p(t+ò)，其中p(t)为以周期信号，且周期为T ，ò为在(0,T)上均匀分别的随机变量，试证明01[()()]()()()T XX E X t X t p p d R Tτξξτξτ+=+=⎰3. 证明： (1) |()|(0)XX XX R R τ≤(2) ()()XX XX R R ττ-=4. 随机过程()()()Y t X t X t τ=-+，X(t)是广义宽平稳的。
（a ） 证明若X （t ）是零均值的，则Y(t)也是零均值的；（b ） 证明[]22(0)()Y XX XX R R στ=- （c ） 若Y(t)＝X(t)＋X(t ＋τ)，求[()]E Y t 和2Y σ.5. 给定两个随机过程X(t)和Y(t)，组合一个新的随机过程W(t)=X(t)+Y(t)，试求在以下几种条件下W(t)的自相关函数：(1) X(t)和Y(t)是相关的；(2) X(t)和Y(t)是不相关的；(3) X(t)和Y(t)是零均值不相关的。
6. 试证明互相关函数的性质：|()|XY R τ≤7. 假设对一平稳随机过程X(t)进行N 点采样，每个采样时刻对应i t ，i=1,2,...,N 。
可将每时刻的采样值看作随机变量()i i X X t =，平均值[()]X E X t =的估计通常用下式表示11ˆNii X X N ==∑ (a) 证明ˆ[]E XX = (b) 若采样间隔足够长，可将i X 看作相互独立的，则过程均值的估计方差可写为： 22ˆ/X X N σσ=8. 令A 、B 是随机变量，建立如下随机过程00()()()X t Acos t Bsin t ωω=+，其中0ω是常数。
填空：1.假设连续随机变量的概率分布函数为F（x）则F（-∞）=0, F（+∞）=12.随机过程可以看成是样本函数的集合，也可以看成是随机变量的集合3.如果随机过程X(t)满足任意维概率密度不随时间起点的变化而变化,则称X(t)为严平稳随机过程，如果随机过程X(t)满足均值为常数，自相关函数只与时间差相关则称X(t)为广义平稳随机过程4.如果一零均值随机过程的功率谱，在整个频率轴上为一常数，则称该随机过程为白噪声,该过程的任意两个不同时刻的状态是不相关5. 宽带随机过程通过窄带线性系统，其输出近似服从正态分布,窄带正态噪声的包络服从瑞利分布,而相位服从均匀分布6.分析平稳随机信号通过线性系统的两种常用的方法是冲激响应法，频谱法7.若实平稳随机过程相关函数为Rx（τ）=25+4/（1+6τ），则其均值为5或-5,方差为4 7.匹配滤波器是输出信噪比最大作为准则的最佳线性滤波器。
1.广义各态历经过称的信号一定是广义平稳随机信号，反之，广义平稳的随机信号不一定是广义各态历经的随机信号2.具有高斯分布的噪声称为高斯噪声,具有均匀分布的噪声叫均匀噪声,而如果一个随机过程的概率谱密度是常数，则称它为白噪声3.白噪声通过都是带宽的线性系统，输出过程为高斯过程4.平稳高斯过程与确定的信号之和是高斯过程，确定的信号可以认为是该过程的数学期望5.平稳正态随机过程的任意概率密度只由均值和协方差阵确定1.白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。
3.对于严格平稳的随机过程，它的均值与方差是与时间无关的函数，即自相关函数与时间间隔有关，与时间起点无关。
4.冲激响应满足分析线性输出，其均值为_____________________。
5.偶函数的希尔伯特变换是奇函数。
6.窄带随机过程的互相关函数公式为P138。
1.按照时间和状态是连续还是离散的，随机过程可分为四类，这四类是连续时间随机过程，离散型随机过程、随机序列、离散随机序列。
《随机信号分析与处理》期中自我测评试题（三）一、选择题(28分，每小题有四个选项，正确的选项可能不止一个，请把你认为正确的选项填在括号内，不选、少选、多选均不得分)1．下列说法那些是对的？（1）严格平稳随机过程一定也是广义平稳随机过程；（2）广义平稳随机过程也一定是严格平稳随机过程；（3）各态历经过程一定是广义平稳随机过程；（4）广义平稳随机过程一定是各态历经过程。
（）2．设随机过程，其中为常数，在上均匀分布，则(1) ；(2) 是广义平稳随机过程，但不是各态历经过程；（3）是广义平稳随机过程，也是各态历经过程；(4) 是非平稳随机过程。
（ )3．根据噪声等效通能带和相关时间的概念，白噪声通过一个线性系统后，（1）输出过程的相关时间与系统的等效噪声带宽无关；（2）输出过程的功率等于输出过程的相关时间乘以系统的等效噪声带宽；（3）如果系统的噪声等效通能带越大，输出过程的相关时间越小；（4）如果系统的噪声等效通能带越大，输出过程的相关时间越大；（）4．马尔可夫序列的的特点是（1）在现在的状态已知道的条件下，未来的状态只与现在有关，与过去无关；（2）未来的状态只与过去有关，与现在无关；（3）具有平稳性和各态历经性；（4）相邻时刻的状态是相互独立的。
（）5．关于平稳随机过程的功率谱，（1）表示单位频带内信号的频率分量消耗在单位电阻上的平均功率的统计平均值；（2）平稳随机过程的功率谱是相关函数的傅立叶变换；（3）功率谱密度是实函数、奇函数；（4）功率谱密度是实函数、偶函数。
（）6. 根据正态随机过程的特点，（1）任意两个时刻的状态不相关的话，也必定是独立的；（2）任意两个时刻的状态不相关，但不一定独立；（3）广义平稳的正态随机过程也必定是严格平稳的；（4）广义平稳的正态随机过程不一定是严格平稳的。
7．根据窄带随机信号的特点，（1）窄带随机信号的功率谱集中在某个中心频率为中心的频带内，且中心频率远高于频带带宽；（2）窄带随机信号的包络和相位都是服从正态分布的；（3）窄带随机信号的时域波形具有准正弦振荡的形式；（4）窄带正态随机信号一定是马尔可夫过程。
1. （10分）随机变量12,X X 彼此独立，且特征函数分别为12(),()v v φφ，求下列随机变量的特征函数：（1） 122X X X =+ （2）12536X X X =++解：（1）()121222()jv X X jvX jv X jvX X v E e E e E e e φ+⎡⎤⎡⎤⎡⎤===⋅⎣⎦⎣⎦⎣⎦（2）()1212536536()jv X X jv X jv X jv X v E e E e e e φ++⎡⎤⎡⎤==⋅⋅⎣⎦⎣⎦2. （10分）取值()1,1-+，概率[0.4,0.6]的独立()半随机二进制传输信号()X t ，时隙长度为T ，问：（1） 信号的均值函数()E X t ⎡⎤⎣⎦；（2） 信号的自相关函数(),X R t t τ+；（3） 信号的一维概率密度函数();X f x t 。
解：（1）()10.410.60.2E X t =-⨯+⨯=⎡⎤⎣⎦(2) 当,t t τ+在同一个时隙时：当,t t τ+不在同一个时隙时：（3）()()();0.610.41X f x t x x δδ=-++3. （10分）随机信号0()sin()X t t ω=+Θ，()()0cos Y t t ω=+Θ，其中0ω为常数，Θ为在[]-,ππ上均匀分布的随机变量。
（1） 试判断()X t 和()Y t 在同一时刻和不同时刻的独立性、相关性及正交性；（2） 试判断()X t 和()Y t 是否联合广义平稳。
解：（1） 由于X (t )和Y(t )包含同一随机变量θ，因此非独立。
根据题意有12f ()θπ=。
[]001sin()02E[X(t )]E t sin(w t )d ππωθθπ-=+Θ=+=⎰，由于0XY XY R (t,t )C (t,t )==，X (t )和Y(t )在同一时刻正交、线性无关。
除()012w t t k π-=±外的其他不同时刻12120XY XY R (t ,t )C (t ,t )=≠，所以1X (t )和2Y(t )非正交且线性相关。
例1.2两台车床加工同一种零件，从这100个零件中任取一个.设取得合格品为事件A，取得的是第1台加工的为B1，取得的是由第2台加工的为B2。
求由各台车床加工时，出合格品的概率？解：由第一台加工出合格品的概率为，由第一台加工出合格品的概率为，由概率的古典定义：由条件概率公式求，121212()()0.350.5()0.875,()0.833()0.4()0.6P AB P ABP A B P A BP B P B===≈＝＝例1.5（例1.2续）求：取出的合格品是由第一台车床加工的概率？解：取出的合格品是由第一台车床加工的概率由贝叶斯公式，得：例 1.10已知：求：①○2解：①解②：由分布函数的图可得例1.15设二维随机变量( X,Y)的概率密度(),0,0(,)0,x ye x yf x y-+⎧<<∞<<∞=⎨⎩其它求：①分布函数？②落在如图所示的三角形域G内的概率？③求边缘分布函数(|)Xf x y和()YF y。
④求边缘概率密度()Xf x和()Yf y。
⑤求条件分布函数(|)XF x y和(|)YF y x。
⑥求条件概率密度(|)Xf x y和(|)Yf y x。
⑦X和Y是否统计独立？解：①分布函数②落在三角形域G内的概率1()P A B2()P A B1212()851000.85()401000.4,()601000.6()351000.35()501000.5P A P B P BP A B P A B==========，，1()P B A121112()0.35()0.5()0.35()0.41()()0.350.5P AB P ABP ABP B AP AB P AB====≈++，(0.5),(1 1.5),(1 1.5)P X P X P X≤<≤≤≤？()()(0)00(1)(0)1/301(2)(0)(1)1/212(2)(0)(1)F x P X xP x xP X P X xP X P X P X xP X P X P X P=≤<=<⎧⎪<===≤<⎪=⎨<==+==≤<⎪⎪>==+=+==≤⎩(0.5)(0.5)13(1 1.5)(1.5)(1)1210(1 1.5)(1.5)(1)(1)16P X FP X F FP X F F P X≤==<≤=-=-=≤≤=-+==00(,)(,)(,)0,0(1)(1),0,0x yXYx yx yF x y f u v dudvf u v dudv x ye e x y-∞-∞--=⎧<<∞<<∞⎪=⎨⎪⎩⎧--<<∞<<∞=⎨⎩⎰⎰⎰⎰其它，其它11()001111000111{(,)}(,)[](1)()120.2642yx yX YGyy x y yyP x y G f x y dxdy e dxdye e dx dy e e dye e dy e--+-----+---∈====⋅-=-=-=⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰2()1g X X=+()?F x=例1.22 随机变量X 在区间(a,b)上均匀分布，求 的数学期望。
第一章1、某离散时间因果LTI 系统，当输入)1()31(41)()31(x(n)1n -+=-n n n εε时，输出)()21()(y n n n ε= （1）确定系统的函数H(Z) （3分） （2）求系统单位序列相应h （n ）（3分） （3）计算系统的频率特性H （e j θ）（3分） （4）写出系统的差分方程（3分）解：（1）)41)(21()31(31413121)()()(1+--=-+--==-Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z ZZ X Z Y Z H |Z|>21(2)41972192)41)(21(31)(++-=+--=Z Z Z Z Z Z Z H |Z| >21)()41(97)()21(92)(h n n n n n εε-+=（3）因为H （z ）收敛域为 |Z| >21，包含单位圆 所以H （e j θ）存在41972192|)()(++-===θθθθθθj j j j e Z j e ee e Z H e H j（4）21121281-41131-181-4131)()()(-----=--==Z Z Z Z Z Z Z Z X Z Y Z H==>121)(31)()(81)(41)(----=--Z Z X Z X z z Y z z Y z Y )1(31)()2(81)1(41)(--=----n x n x n y n y n y2、x(n)的z 变换为X(z)=1(1-z -1)(1-2z -1) , ROC ：1<│z │<2 ，z 的变换。
（12分） 设X(z)=A 1-z -1 +B1-2z -1 =X 1(z)+X 2(z) %写出此形式2分 则由部分分式分解法，可得A=（1-z -1)X(z)│z=1=-1, B=(1-2z -1)│z=2=2 %求出此结果6分 由ROC 的形式，可以判定x(n)是一个右边序列和一个左边序列之和。
x 1(n)=Z -1{X 1(z)}=A{u(n)},x 2(n)=Z -1{X 2(z)}=B{-2n u(n)} 所以，x 1(n)=-u(n);x 2(n)=-2n+1u(-n-1); %到此步骤结果10分 因此，x(n)=x 1(n)+x 2(n)=-u(n)-2n+1u(-n-1) %最后一步得12分3. 某离散时间因果LTI 系统，当输入)1()31(41)()31(x(n)1n -+=-n n n εε时，输出)()21()(y n n n ε= （5）确定系统的函数H(Z) （3分） （6）求系统单位序列相应h （n ） （3分） （7）计算系统的频率特性H （e j θ） （3分） （8）写出系统的差分方程 （3分）解：（1）)41)(21()31(31413121)()()(1+--=-+--==-Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z ZZ X Z Y Z H |Z|>21(2)41972192)41)(21(31)(++-=+--=Z Z Z Z Z Z Z H |Z| >21)()41(97)()21(92)(h n n n n n εε-+=（4）因为H （z ）收敛域为 |Z| > 21，包含单位圆 所以H （e j θ）存在41972192|)()(++-===θθθθθθj j j j e Z j e ee e Z H e H j（4）21121281-41131-181-4131)()()(-----=--==Z Z Z Z Z Z Z Z X Z Y Z H==>121)(31)()(81)(41)(----=--Z Z X Z X z z Y z z Y z Y)1(31)()2(81)1(41)(--=----n x n x n y n y n y 4. 简述六种常用离散时间信号； 并计算下题：已知序列X （n ）的z 变换为：111,:34(13)(14)X ROC z z z --<<--（z ）=求逆z 变换六种离散时间信号：1、单位脉冲序列：{100,0(n)=n n δ=≠，(1) 单位阶跃序列：{100,0u(n)=n n ≥<， (2) 矩形序列：{110,0n R (n)=n N N n N≤≤-<≥，0或(3)实指数序列：x n =()n u n （）a 其中a 为不等于0的任意实数(4) 正弦序列：x n =Asin()nw （）(5) 复指数序列：[]()an x n =Ae e cos wn +jsin wn a jw n A +=（）（）（）解：设121-1()=(z)+X (z)121-3z A BX z X z -=+-则由部分分式分解法，可得4)()41(,3)()31(4131=-=-=-==-=-z z z X z B z X z A由ROC 的形式，可以判定想x （n ）为一个右边序列和一个左边序列之和。
}{}{3:,)(3)()(1111>==-z ROC n u A z X Z n x n}}{{4:,)1(4)()(2212<---==-z ROC n u B z X Z n x因此，X （z ）的逆z 变换为)1(4)(3)()()(1121----=+=++n u n u n x n x n x n n5. (1) 一线性时不变系统,其输入输出满足如下差分方程:1[][-1][]2[1][2]2y n y n x n x n x n -=+-+- 求其频率响应()j H e ω。
(2) 有一系统，其频率响应为32112()13124j j j j j e e H e e e ωωωωω-----+=++写出表征该系统的差分方程。
解：（9）差分方程：1[][][]2[1][2]2y n y n x n x n x n -=+-+- 两边同时傅里叶变换得：21()[1]()[12]2jwjw jw jw j w Y ee X e e e ----=++………(2分)因此频率响应：2()12()1()12j j j j j j Y e e e H e X e e ωωωωωω---++==-………(3分)（10）系统的频率响应：3211()2()13()124j j j j j j j e e Y e H e X e e e ωωωωωωω-----+==++………(3分) 相乘得：23131()[1]()[1]242jwjw j w jw jw j w Y ee e X e e e ----++=-+………(3分)反变换得差分方程：131[][1][2][][1][3]242y n y n y n x n x n x n +-+-=--+-………(3分)6. 判断右侧两个系统的线性和非移变性：)()()]([n x n g n x T =,b n ax n x T +=)()]([.<本题12分>解:①)()()]([n x n g n x T =；)()()]([111n x n g n x T =；)()()]([222n x n g n x T =)]()()[()]()([2121n x n x n g n x n x T +=+)]([)]([21n x T n x T +=，所以系统为线性系统。
··（3分） )()()]([o o n n x n g n n x T -=-)()(o o n n x n n g --≠，所以为移变系统。
·········（3分）②b n ax n x T +=)()]([11；b n ax n x T +=)()]([22b n x n x a n x n x T ++=+)]()([)]()([2121)]([)]([21n x T n x T +≠，所以为非线性系统。
····（3分）b n n ax n n x T o o +-=-)()]([)(o n n y -=，所以为非移变系统。
·············（3分）第二章1.复随机过程0()()j t Z t e ω+Φ=，式中0ω为常数，Φ是在(0,2)π上均匀分布的随机变量。
求：(1)[()()]E Z t Z t τ*+和[()()]E Z t Z t τ+；(2)信号的功率谱。
解： (1)0000[()][]201[()()]212j t j t j j E Z t Z t e e d e d e ωτωπωτωττππ+∞++Φ-+Φ*-∞+=Φ=Φ=⎰⎰………(4分)0000[()][]2[(2)2]2(2)201[()()]212120j t j t j t j t j E Z t Z t e e d e d ee d ωτωπωτπωττπππ+∞++Φ+Φ-∞++Φ+Φ+=Φ=Φ=Φ=⎰⎰⎰………(4分)(2)00()[()]{[()()]}[]2()Z Z j S F R F E Z t Z t F eωτωττπδωω*==+==-………(4分)2.一个方差为1的白噪声激励一个线性系统产生一个随机信号,该随机信号的功率谱为:，求该系统的传递函数，差分方程。
（15分）解：由给定信号的功率谱，得（4分）其中，（1分），（1分），（1分）因此与之对应的最小相位系统为：（2分）系统的传递函数为：（3分）差分方程为：（3分）3.已知随机信号()()0X t sin t A ωφ=+，0ω为常数，φ是[0,2)π的均匀分布随机变量，讨论当A满足系列条件时，()Xt 的广义平稳性。
1. A 为常数时；（6分）2. 为时间常数()A A t =；（7分） 1、当A 为常数时，()()()20001X t sin t sin t 02E E A A d πωφωφϕπ=+=+=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎰；（2分）()()()()()()()21201022012010220,sin t sin t cos cos t t 22cos 2x R t t E A A E t t A ωφωφωωωφωτ⎡⎤=++⎣⎦⎡⎤=--++⎣⎦=其中()12t t τ=-故此时()X t 是广义平稳的；（4分） 2、当()A A t =为时间函数时，()()()()()20001X t sin t sin t 02E E A t A t d πωφωφϕπ=+=+=⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎰，（3分） ()()()()()()()()()()()()()12120102120120102120,sin t sin t cos cos t t 22cos 2x R t t E A t A t A t A t E t t A t A t ωφωφωωωφωτ=++⎡⎤⎣⎦⎡⎤=--++⎣⎦= 其中()12t t τ=-此时()Xt 不是广义平稳的；（4分）4.一个广义平稳随机信号(n)x 的自相关函数 ()|k|0.8x r k =，该信号通过一个系统函数为11(z)10.9H z-=-的LTI 系统，其输出为(n)y 。
