离散序列傅里叶变换习题教学教材
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1、 试求以下各序列的时间傅里叶变换 (1)1()(3)x n n δ=- (2)211()(1)()(1)22x n n n n δδδ=+++- (3)3()(),01nx n a u n a =<<(4)4()(3)(4)x n u n u n =+--2、 设()j X e ω就是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,利用离散时间傅里叶变换的定义与性质,求下列各序列的离散时间傅里叶变换。
(1)()()(1)g n x n x n =-- (2)()*()g n x n = (3)()*()g n x n =- (4)()(2)g n x n = (5)()()g n nx n = (6)2()()g n x n =(7)(),()20,n x n g n n ⎧⎪=⎨⎪⎩为偶数为奇数3、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)1()(),||1nx n a u n a =< (2)2()(),||1nx n a u n a =->(3)||3,||()0,n a n M x n n ⎧≤=⎨⎩为其他(4)4()(3),||1nx n a u n a =+<(5)501()()(3)4n m x n n m δ∞==-∑ (6)6sin(/3)sin(/4)()n n x n n n ππππ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦4、 设()x n 就是一有限长序列,已知1,2,0,3,2,1,0,1,2,3,4,5()0,n x n n --=⎧=⎨⎩为其他它的离散傅里叶变换为()j X e ω。
不具体计算()j X e ω,试直接确定下列表达式的值。
(1)0()j X e (2)()j X e π (3)()j X e d πωπω-⎰ (4)2|()|j X e d πωπω-⎰(5)2()||j dX e d d ωππωω-⎰ 5、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)11,||()0,n N x n n ≤⎧=⎨⎩为其他(2)21||/,||()0,n N n N x n n -≤⎧=⎨⎩为其他(3)3cos(),||()20,n n N x n Nn π⎧≤⎪=⎨⎪⎩为其他6、证明:若()j X e ω就是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,而1(),()0,nnx x n kk⎧⎪=⎨⎪⎩为整数其他则1()()j j X e X e ωω=。
课后习题及答案_第3章离散傅里叶变换--习题数字信号处理第三版第3章离散傅里叶变换(DFT)习题1.计算以下序列的N点DFT,在变换区间0≤n≤N-1内,序列定义为(1) x(n)=1(2) x(n)=δ(n)(3) x(n)=δ(n-n0) 0n0N(4) x(n)=Rm(n) 0mN(5) n ) jNmn N x(=e,0 mπ 2 (6) n ) x(=cos mn ,0mN2π(7) x(n)=ejω0nRN(n)(8) x(n)=sin(ω0n)RN(n)(9) x(n)=cos(ω0n)RN(N)(10) x(n)=nRN(n)2.已知下列X(k),求x(n)=IDFT[X(k)]Njθ 2e N(1)X (k)= e jθ20 N k=m k=N m其它kNjθ j2e N jθ(2)X (k)= je 2 0 k=m k=N m 其它k其中,m为正整数,0mN/2, N为变换区间长度。
3.已知长度为N=10的两个有限长序列:做图表示x1(n)、x2(n)和y(n)=x1(n) * x2(n),循环卷积区间长度L=10。
,4.证明DFT的对称定理,即假设X(k)=DFT[x(n)]数字信号处理第三版证明DFT[X(n)]=Nx(N-k)5.如果X(k)=DFT[x(n)],证明DFT的初值定理1x(0)=N∑X(k)k=0N 16.设x(n)的长度为N,且X(k)=DFT[x(n)]0≤k≤N-1令h(n)=x((n))NRmN(n) m为自然数H(k)=DFT[h(n)]mN 0≤k≤mN-1求H(k)与X(k)的关系式。
7.证明: 若x(n)为实序列,X(k)=DFT[x(n)]N,则X(k)为共轭对称序列,即X(k)=__(N-k);若x(n)实偶对称,即x(n)=x(N-n),则X(k)也实偶对称;若x(n)实奇对称,即x(n)=-x(N-n),则X(k)为纯虚函数并奇对称。
离散序列傅里叶变换习题————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:1、 试求以下各序列的时间傅里叶变换 (1)1()(3)x n n δ=- (2)211()(1)()(1)22x n n n n δδδ=+++- (3)3()(),01nx n a u n a =<<(4)4()(3)(4)x n u n u n =+--2、 设()j X e ω是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,利用离散时间傅里叶变换的定义与性质,求下列各序列的离散时间傅里叶变换。
(1)()()(1)g n x n x n =-- (2)()*()g n x n = (3)()*()g n x n =- (4)()(2)g n x n = (5)()()g n nx n = (6)2()()g n x n =(7)(),()20,n x n g n n ⎧⎪=⎨⎪⎩为偶数为奇数3、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)1()(),||1nx n a u n a =< (2)2()(),||1nx n a u n a =->(3)||3,||()0,n a n M x n n ⎧≤=⎨⎩为其他(4)4()(3),||1nx n a u n a =+<(5)501()()(3)4n m x n n m δ∞==-∑ (6)6sin(/3)sin(/4)()n n x n n n ππππ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦4、 设()x n 是一有限长序列,已知1,2,0,3,2,1,0,1,2,3,4,5()0,n x n n --=⎧=⎨⎩为其他它的离散傅里叶变换为()j X e ω。
不具体计算()j X e ω,试直接确定下列表达式的值。
(1)0()j X e (2)()j X e π (3)()j X e d πωπω-⎰ (4)2|()|j X e d πωπω-⎰(5)2()||j dX e d d ωππωω-⎰ 5、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)11,||()0,n N x n n ≤⎧=⎨⎩为其他(2)21||/,||()0,n N n N x n n -≤⎧=⎨⎩为其他(3)3cos(),||()20,n n N x n Nn π⎧≤⎪=⎨⎪⎩为其他6、证明:若()j X e ω是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,而1(),()0,nnx x n kk⎧⎪=⎨⎪⎩为整数其他则1()()j j X e X e ωω=。
1、 2、 11、试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)1()(3)x n n δ=-(2)211()(1)()(1)22x n n n n δδδ=+++- (3)3()(),01nx n a u n a =<<(4)4()(3)(4)x n u n u n =+-- 12、设()j X e ω是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,利用离散时间傅里叶变换的定义与性质,求下列各序列的离散时间傅里叶变换。
(1)()()(1)g n x n x n =-- (2)()*()g n x n = (3)()*()g n x n =- (4)()(2)g n x n = (5)()()g n nx n = (6)2()()g n x n =(7)(),()20,n x n g n n ⎧⎪=⎨⎪⎩为偶数为奇数13、试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)1()(),||1nx n a u n a =< (2)2()(),||1nx n a u n a =->(3)||3,||()0,n a n M x n n ⎧≤=⎨⎩为其他(4)4()(3),||1nx n a u n a =+<(5)501()()(3)4nm x n n m δ∞==-∑(6)6sin(/3)sin(/4)()n n x n n n ππππ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦14、设()x n 是一有限长序列,已知1,2,0,3,2,1,0,1,2,3,4,5()0,n x n n --=⎧=⎨⎩为其他它的离散傅里叶变换为()j X e ω。
不具体计算()j X e ω,试直接确定下列表达式的值。
(1)0()j X e (2)()j X e π (3)()j X e d πωπω-⎰(4)2|()|j X ed πωπω-⎰(5)2()||j dX e d d ωππωω-⎰ 15、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)11,||()0,n N x n n ≤⎧=⎨⎩为其他(2)21||/,||()0,n N n N x n n -≤⎧=⎨⎩为其他(3)3cos(),||()20,n n N x n Nn π⎧≤⎪=⎨⎪⎩为其他6、证明:若()j X e ω是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,而1(),()0,n nx x n kk⎧⎪=⎨⎪⎩为整数其他则1()()j j X e X e ωω=。
7、设序列()()x n u n =,证明()x n 的离散时间傅里叶变换为1()(2)1j j l X e l e ωωπδωπ∞-=-∞=+--∑ 8、如图所示四个序列,已知序列1()x n 的离散时间傅里叶变换为1()j X e ω,试用1()j X e ω表示其他序列的离散时间傅里叶变换。
9、证明离散时间傅里叶变换性质中的帕塞瓦尔定理,即221|()||()|2j n x n X ed πωπωπ∞-=-∞=∑⎰10、证明离散时间傅里叶变换性质中的频域微分性质,即()[()]j dX e DTFT nx n j d ωω=式中,()j X e ω是序列()x n 的离散时间傅里叶变换。
11、证明:(1)若()x n 是实偶函数,则其离散时间傅里叶变换()j X e ω是ω的实偶函数。
(2)若()x n 是实奇函数,则其离散时间傅里叶变换()j X e ω是ω的虚奇函数。
12、设4()()x n R n =,试求()x n 的共轭偶对称序列()e x n 和共轭奇对称序列()o x n ,并分别画出其波形。
13、设实序列()x n 的偶对称序列1()[()()]2e x n x n x n =+-,奇对称序列1()[()()]2o x n x n x n =--,试证明222|()||()||()|eon n n x n x n x n ∞∞∞=-∞=-∞=-∞==∑∑∑14、设实序列()x n 的波形如图所示,(1)试求()x n 的共轭偶对称序列()e x n 和共轭奇对称序列()o x n ,并分别画出其波形。
(2)设序列1()()()e o x n x n x n =+,式中,()e x n 和()o x n 为(1)所求结果。
画出1()x n 的波形,并与上图结果进行比较,结果说明了什么?(3)分别求序列()x n 、()e x n 和()o x n 的离散时间傅里叶变换()j X e ω、()j e X e ω和()j o X e ω,分析()j X e ω、()j e X e ω和()j o X e ω的实部Re{()}()j j R X e X e ωω=、虚部Im{()}()j j I X e X e ωω=的关系。
15、已知序列()()(01)nx n a u n a =<<,试分别求()x n 的共轭偶对称序列()e x n 和共轭奇对称序列()o x n 的离散时间傅里叶变换()j e X e ω和()j o X e ω。
16、若序列()x n 是因果序列,已知其离散时间傅里叶变换()j X e ω的实部()j e X e ω为 ()1cos j R X e ωω=+求序列()x n 及其离散时间傅里叶变换()j X e ω。
17、若序列()x n 是实因果序列,(0)1x =,已知其离散时间傅里叶变换()j X e ω的虚实部()j I X e ω为()sin j I X e ωω=-求序列()x n 及其其离散时间傅里叶变换()j X e ω。
18、如果()x n 是实序列,试证明*()()j j X e X eωω-=19、设()x n 是已知的实序列,其离散时间傅里叶变换为()j X e ω,若序列()y n 的离散时间傅里叶变换为221(){()][()()]2j j j Y e DTFT y n X e X e ωωω-==+试求序列()y n 。
离散时间傅里叶变换习题解答:1、 试求以下各序列的时间傅里叶变换 (1)1()(3)x n n δ=-解:3()j j X e e ωω-=(2)211()(1)()(1)22x n n n n δδδ=+++-解:()1cos j X e ωω=+(3)3()(),01nx n a u n a =<<解:1()1j j X e ae ωω-=-(4)4()(3)(4)x n u n u n =+--解:771111()1cos cos 2cos32221j j j a e X e ae ωωωωωω---=+++=-2、 设()j X e ω是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,利用离散时间傅里叶变换的定义与性质,求下列各序列的离散时间傅里叶变换。
(1)()()(1)g n x n x n =--解:()(1)()j j j G e eX e ωωω-=-(2)()*()g n x n =解:()*()j j G e X eωω-=(3)()*()g n x n =-解:()*()j j G e X e ωω=(4)()(2)g n x n =解:()()j jn n G e x n eωω∞-=-∞=∑(2)jn n x n eω∞-=-∞=∑令'2n n =,'2'()(')jn j n G e x n eωω-=∑为偶数21[()(1)()]2jn nn x n x n e ω∞-=-∞=+-∑2211()()22j jn jn n X e x n e e ωωπ∞-=-∞=+∑()22211()()()22j j jn jn n X e X e x n e e ωωωππ∞--=-∞=+∑ (5)()()g n nx n =解:()()j dX e jnx n d ωω⇔-Q ()()j j dX e G e j d ωωω∴= (6)2()()g n x n =解:1()()*()2j j j G e X e X e ωωωπ=(7)(),()20,n x n g n n ⎧⎪=⎨⎪⎩为偶数为奇数解: ()()j jn n G e x n eωω∞-=-∞=∑22()()j m j m x m eX e ωω∞-=-∞==∑3、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)1()(),||1nx n a u n a =<解: 1()1j j X e aeωω-=- (2)2()(),||1nx n a u n a =->解: 11()1j j X e a e ωω-=-(3)||3,||()0,n a n M x n n ⎧≤=⎨⎩为其他解: ()()12Re[]MMj jn n jn n jn n n Mn MX e x n ea ea eωωωω∞---=-∞=-=-===+∑∑∑1221cos cos[(1)]cos 2Re[]12112cos M M Mn jn n Ma a M a M a ea aωωωωω++-=---++=-=--+∑ 212212cos[(1)]2cos 12cos M M a a M a M a aωωω++--++=-+ (4)4()(3),||1n x n a u n a =+<33(3),||1n a a u n a -+=+<解: 3311()1j j j X e a ea eωωω--=-(5)501()()(3)4n m x n n m δ∞==-∑301()(3)4mm n m δ∞==-∑解: 3333300111()()()(3)()1441()4j jn m jn m j m j n n m m X e x n en m e e eωωωωωδ∞∞∞∞----=-∞=-∞====-==-∑∑∑∑(6)6sin(/3)sin(/4)()n n x n n n ππππ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦1sin(/3)sin(/4)12/3/4n n n n ππππ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ 解:2sin()()cc c c n g nωωπωωω⇔% 232sin(/3)sin(/4)3()4()/3/4n n g g n n ππππωωππ∴⇔⇔%%2321()()*()2j X e g g ωππωωπ∴=%%10()12477()[()]/2()/2121212412j j X e X e ωωπωπππππωωπωπ∴≤≤=≤≤=--+=-1,0412()77()/2,121212j X e ωπωπππωπω⎧≤≤⎪⎪⎨⎪-≤≤⎪⎩4、 设()x n 是一有限长序列,已知1,2,0,3,2,1,0,1,2,3,4,5()0,n x n n --=⎧=⎨⎩为其他它的离散傅里叶变换为()j X e ω。