信号与线性系统分析 (吴大正 第四版)第六章习题答案
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第一章 信号与系统(一)1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))fεt=(sin)(t(5))trf=(sin)(t(7))t(kf kε=)(2(10))f kεk-=(k+(])1(1[)1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
1-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+=解:1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。
1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
之吉白夕凡创作(2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f =(7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+=解:各信号波形为(2)∞<<-∞=-t e t f t,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε=(5))(sin )(t r t f =(7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+=1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=kkkkfεεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε解:各信号波形为(1))2()1(3)1(2)(-+--+=ttttfεεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε(8))]5()([)(--=kkkkfεε(11))]7()()[6sin()(--=kkkkfεεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
1-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+= 解:1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。
6.4 根据下列象函数及所标注的收敛域,求其所对应的原序列。
(1)1)(=z F ,全z 平面 (2)∞<=z z z F ,)(3 (3)0,)(1>=-z z z F(4)∞<<-+=-z z z z F 0,12)(2(5)a z azz F >-=-,11)(1(6)a z az z F <-=-,11)(16.5 已知1)(↔k δ,a z z k a k-↔)(ε,2)1()(-↔z z k k ε,试利用z 变换的性质求下列序列的z 变换并注明收敛域。
(1))(])1(1[21k kε-+ (3))()1(k k k ε- (5))1()1(--k k k ε (7))]4()([--k k k εε (9))()2cos()21(k k kεπ6。
8 若因果序列的z 变换)(z F 如下,能否应用终值定理?如果能,求出)(lim k f k ∞→。
(1))31)(21(1)(2+-+=z z z z F (3))2)(1()(2--=z z z z F6.10 求下列象函数的双边逆z 变换。
(1)31,)31)(21(1)(2<--+=z z z z z F (2)21,)31)(21()(2>--=z z z z z F (3)21,)1()21()(23<--=z z z z z F(4)2131,)1()21()(23<<--=z z z z z F6.11 求下列象函数的逆z 变换. (1)1,11)(2>+=z z z F (2)1,)1)(1()(22>+--+=z z z z zz z F (5)1,)1)(1()(2>--=z z z zz F(6)a z a z azz z F >-+=,)()(326.13 如因果序列)()(z F k f ↔,试求下列序列的z 变换.(1))(0i f a k i i∑= (2)∑=ki ki f a 0)(6.15 用z 变换法解下列齐次差分方程。
专业课习题解析课程西安电子科技大学844信号与系统专业课习题解析课程第1讲第一章信号与系统(一)专业课习题解析课程第2讲第一章信号与系统(二)1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t et f t,)( (3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f kε= (10))(])1(1[)(k k f kε-+=解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t et f t,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))fεt=(sin)(t(5))trf=(sin)(t(7))t(kf kε=)(2(10))f kεk-=(k+(])1(1[)1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k---=εε 解:各信号波形为(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
专业课习题解析课程西安电子科技大学844信号与系统专业课习题解析课程第1讲第一章信号与系统(一)专业课习题解析课程第2讲第一章信号与系统(二)1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t et f t,)( (3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f kε= (10))(])1(1[)(k k f kε-+=解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t et f t,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))fεt=(sin)(t(5))trf=(sin)(t(7))t(kf kε=)(2(10))f kεk-=(k+(])1(1[)1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k---=εε解:各信号波形为(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
目 录第1章 信号与系统1.1 复习笔记1.2 课后习题详解1.3 名校考研真题详解第2章 连续系统的时域分析2.1 复习笔记2.2 课后习题详解2.3 名校考研真题详解第3章 离散系统的时域分析3.1 复习笔记3.2 课后习题详解3.3 名校考研真题详解第4章 傅里叶变换和系统的频域分析4.1 复习笔记4.2 课后习题详解4.3 名校考研真题详解第5章 连续系统的s域分析5.1 复习笔记5.2 课后习题详解5.3 名校考研真题详解第6章 离散系统的z域分析6.1 复习笔记6.2 课后习题详解6.3 名校考研真题详解第7章 系统函数7.1 复习笔记7.2 课后习题详解7.3 名校考研真题详解第8章 系统的状态变量分析8.1 复习笔记8.2 课后习题详解8.3 名校考研真题详解第1章 信号与系统1.1 复习笔记一、信号的基本概念与分类信号是载有信息的随时间变化的物理量或物理现象,其图像为信号的波形。
根据信号的不同特性,可对信号进行不同的分类:确定信号与随机信号;周期信号与非周期信号;连续时间信号与离散时间信号;实信号与复信号;能量信号与功率信号等。
二、信号的基本运算1加法和乘法f1(t)±f2(t)或f1(t)×f2(t)两信号f1(·)和f2(·)的相加、减、乘指同一时刻两信号之值对应相加、减、乘。
2.反转和平移(1)反转f(-t)f(-t)波形为f(t)波形以t=0为轴反转。
图1-1(2)平移f(t+t0)t0>0,f(t+t0)为f(t)波形在t轴上左移t0;t0<0,f(t+t0)为f(t)波形在t轴上右移t0。
图1-2平移的应用:在雷达系统中,雷达接收到的目标回波信号比发射信号延迟了时间t0,利用该延迟时间t0可以计算出目标与雷达之间的距离。
这里雷达接收到的目标回波信号就是延时信号。
3.尺度变换f(at)若a>1,则f(at)波形为f(t)的波形在时间轴上压缩为原来的;若0<a<1,则f(at)波形为f(t)的波形在时间轴上扩展为原来的;若a<0,则f(at)波形为f(t)的波形反转并压缩或展宽至。
第一章 信号与系统1-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (4)k j k f 34e )(π= (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+=1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-6所示,画出下列各函数的波形。
(5))21(t f - (7)dtt df )( (8)dx x f t⎰∞-)(解:1-7 已知序列)(k f 的图形如图1-7所示,画出下列各序列的图形。
(1))()2(k k f ε- (3))]4()()[2(---k k k f εε1-10 计算下列各题。
(5)dt t tt )2()]4sin([2++⎰∞∞-δπ(6)dt t )2()2t (2δ⎰∞∞-+(7)dt t t t )1()12t 2('23-+-+⎰∞∞-δ1-23 设系统的初始状态为)0(x ,激励为)(⋅f ,各系统的全响应)(⋅y 与激励和初始状态的关系如下,试分析各系统是否是线性的。
(1)⎰+=-ttdx x xf x e t y 0)(sin )0()( (2)⎰+=tdx x f x t f t y 0)()0()()(1-23 设系统的初始状态为)0(x ,激励为)(⋅f ,各系统的全响应)(⋅y 与激励和初始状态的关系如下,试分析各系统是否是线性的。
(1)⎰+=-ttdx x xf x e t y 0)(sin )0()( (2)⎰+=tdx x f x t f t y 0)()0()()(1-27 某LTI 连续系统,其初始状态一定。
已知当激励为)t (1y 时,其全响应为0)cos()(1≥+-=t t t e t y π若初始状态不变,当激励为)(2t f 时,其全响应为0)cos(2)(2≥=t t t y π,若初始状态不变,当激励为)(3t f 时,求其全响应。
第二章2-1 已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应。
1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t et f t,)( (3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f kε= (10))(])1(1[)(k k f kε-+=解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t et f t,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε=(5))f=rt)(sin(t (7))t(k=f kε)(2(10))f kεk=(k+-((])11[)1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k ---=εε解:各信号波形为(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
1-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+=解:1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。
1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t et f t,)( (3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f kε= (10))(])1(1[)(k k f kε-+=解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t et f t,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε=(5))f=rt)(sin(t(7))t=(kf kε(2)(10))f kεk=(k+-((])1)1[1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k ---=εε解:各信号波形为(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
1-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+=解:1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。
1第一章1-1画出下列各信号的波形(式中)()(t t t r ε=)为斜升函数。
解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))fε=t(t(sin)(5))tf=(sinr(t)2(7))tf kε(k=(2)(10))f kεk-=(k+]()1()1[341-2 画出下列各信号的波形[)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε56(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε71-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
81-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
9101-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+=解:111-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。
(1))()1(t t f ε- (2))1()1(--t t f ε (5))21(t f - (6))25.0(-t f(7)dtt df )( (8)dx x f t ⎰∞-)(解:各信号波形为 (1))()1(t t f ε-12(2))1()1(--t t f ε(5))21(t f -13(6))25.0( t f(7)dt t df )((8)dxxft⎰∞-)(14151-7 已知序列)(k f 的图形如图1-7所示,画出下列各序列的图形。
第一章 信号与系统(一)1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】 为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))fεt=(sin)(t (5))tf=r(sin)(t(7))tf kε(k=(2)(10))f kεk-=(k+]()1(1[)1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
1-5 判别下列各序列是否为周期性的。
如果是,确定其周期。
(2))63cos()443cos()(2ππππ+++=k k k f (5))sin(2cos 3)(5t t t f π+=解:1-6 已知信号)(t f 的波形如图1-5所示,画出下列各函数的波形。
专业课习题解析课程西安电子科技大学844信号与系统精选专业课习题解析课程第2讲第一章信号与系统(二)精选精选1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t et f t,)( (3))()sin()(t t t f επ=(4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f kε= (10))(])1(1[)(k k f kε-+=解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t et f t,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))fε=t)(sin(t(5))tf=r(t)(sin精选(7))t(kf kε=)(2(10))f kεk-=(k+(])1()1[精选精选1-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f (5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε (11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(k k k f k---=εε 解:各信号波形为(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε精选精选(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε精选1-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
精选1-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
6、4 根据下列象函数及所标注得收敛域,求其所对应得原序列。
(1),全z平面
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
6、5 已知,,,试利用z变换得性质求下列序列得z变换并注明收敛域。
(1) (3)
(5) (7)
(9)
6、8 若因果序列得z变换如下,能否应用终值定理?如果能,求出。
(1) (3)
6、10 求下列象函数得双边逆z变换。
(1)
(2)
(3)
(4)
6、11 求下列象函数得逆z变换。
(1)
(2)
(5)
(6)
6、13 如因果序列,试求下列序列得z变换。
(1) (2)
6、15 用z变换法解下列齐次差分方程。
(1)
(3)
6、17 描述某LTI离散系统得差分方程为
已知,求该系统得零输入响应,零状态响应及全响应。
6、19 图62为两个LTI离散系统框图,求各系统得单位序列响应与阶跃响应。
6、20 如图62得系统,求激励为下列序列时得零状态响应。
(1) (3)
6、23 如图65所示系统。
(1)求该系统得单位序列响应。
(2)若输入序列,求零状态响应。
6、24 图66所示系统,
(1)求系统函数;
(2)求单位序列响应;
(3)列写该系统得输入输出差分方程。
6、26 已知某LTI因果系统在输入时得零状态响应为求该系统得系统函数,并画出它得模拟框图。
图612
629 已知某一阶LTI系统,当初始状态,输入时,其全响应;当初始状态,输入时,其全响应。
求输入时得零状态响应。
6、31 如图610所示得复合系统由3个子系统组成,已知子系统2得单位序列响应,子系统3
得系统数,当输入时复合系统得零状态响应。
求子系统1得单位序列响应。
6、33 设某LTI系统得阶跃响应为,已知当输入为因果序列时,其零状态响应
求输入。
6、34 因果序列满足方程
求序列。
6、37 移动平均就是一种用以滤除噪声得简单数据处理方法。
当接收到输入数据后,就将本
次输入数据与其前3次得输入数据(共4个数据)进行平均。
求该数据处理系统得频率响应。
6、46 如图6所示为因果离散系统,为输入,为输出。
(1)列出该系统得输入输出差分方程。
(2)问该系统存在频率响应否?为什么?
(3)若频响函数存在,求输入时系统得稳态响应。