24离散时间线性非时变系统与差分方程

信号与系统题目部分，(卷面共有200题,0.0分,各大题标有题量和总分) 一、选择题(7小题,共0.0分)[1]题图中，若h '（0）=1，且该系统为稳定的因果系统，则该系统的冲激响应()h t 为。

A 、231()(3)()5tt h t e e t ε-=+- B 、32()()()tt h t e e t ε--=+C 、3232()()55tt e t e t εε--+D 、3232()()55tt e t e t εε--+-[2]已知信号x[n]如下图所示，则x[n]的偶分量[]e x n 是。

[3]波形如图示，通过一截止角频率为50rad sπ，通带内传输值为1，相移为零的理想低通滤波器，则输出的频率分量为（） A 、012cos 20cos 40C C t C t ππ++ B 、012sin 20sin 40C C t C t ππ++ C 、01cos 20C C t π+ D 、01sin 20C C t π+[4]已知周期性冲激序列()()T k t t kT δδ+∞=-∞=-∑的傅里叶变换为()δωΩΩ，其中2TπΩ=；又知111()2(),()()2T T f t t f t f t f t δ⎛⎫==++⎪⎝⎭；则()f t 的傅里叶变换为________。

A 、2()δωΩΩ B 、24()δωΩΩ C 、2()δωΩΩ D 、22()δωΩΩ[5]某线性时不变离散时间系统的单位函数响应为()3(1)2()kkh k k k εε-=--+，则该系统是________系统。

A 、因果稳定B 、因果不稳定C 、非因果稳定D 、非因果不稳定 [6]一线性系统的零输入响应为（23kk --+）u(k), 零状态响应为(1)2()k k u k -+,则该系统的阶数A 、肯定是二阶B 、肯定是三阶C 、至少是二阶D 、至少是三阶 [7]已知某系统的冲激响应如图所示则当系统的阶跃响应为。

1、 信号常分为 模拟信号 ， 连续时间信号 ， 离散时间信号 ， 数字信号 。

2、 模拟信号是 时间 连续，幅度也 连续 的信号。

3、 连续时间信号是在规定的 连续 时间内，信号的 幅度 可以连续的，也可以是 离散的信号。

4、 离散时间信号是在一组 离散 的时间下，表示信号 数值 的函数。

5、 数字信号是在 时间 上和 幅度 上都经过 量化 的信号。

6、 系统是指反应信号处理 因果关系的设备或运算 。

7、 系统可分为 连续时间系统 ， 离散时间系统 ， 模拟系统 ， 数字系统 。

8、 连续时间系统是指输入输出皆为 连续时间信号 的系统。

9、 离散时间系统是指输入输出皆为 离散时间信号 的系统。

10、模拟系统是指输入输出皆为 模拟信号 的系统。

11、数字系统是指输入输出皆为 数字信号 的系统。

12、处理就是 变换 ，数字信号处理就是用 数字 的方法，对信号的波形进行变换。

13、数字信号处理是 多种计算机算法的 汇集，因此可以认为它是 计算数学 的另一个分支。

14、数字信号处理的主要内容是 数字滤波 ， 谱分析 。

15、数字信号处理的主要理论为 离散时间线性非时变系统 ， 离散傅里叶变换 。

16、数字信号处理的过程可分为 前置取样 ， A/D ， 数字信号处理 ， D/A 。

17、数字信号处理突出的优点 精度高 ， 灵活性大 ， 可靠性强 ， 易于大规模集成，时分复用 。

1、信号的取样可分为 实际取样 ， 理想取样 。

2、 理想 取样可以看出是实际取样的 科学的本质 的抽象。

3、著名的山农取样定理是h s Ω≥Ω2。

4、折叠频率＝0Ω2/s Ω。

5、奈奎斯特频率＝h Ω 信号中最高频率 。

6、奈奎斯特取样频率为h Ω2。

7、离散时间信号是用 序列 表示8、序列的运算规则有 积 ， 加减 ， 标乘 ， 延时 ， 分支运算 。

9、常用典型序列 单位取样序列 ， 单位阶跃序列 ， 矩形序列 ， 正弦序列 ，实指数序列 ， 复指数序列 。

信号与系统定义知识点总结一、信号的基本概念1. 信号的定义：信号是指随时间或空间变化的某一物理量，它可以是电压、电流、声压、光强等。

信号可以是连续的，也可以是离散的。

2. 基本信号类型：常见的信号类型包括连续时间信号、离散时间信号、周期信号、非周期信号等。

3. 基本信号操作：信号的加法、乘法、平移、缩放等操作对信号的表示和分析非常有用。

二、连续时间信号的表示和分析1. 连续时间信号的表示：连续时间信号可以用数学函数来表示，如正弦函数、余弦函数、指数函数等。

2. 连续时间信号的性质：连续时间信号的周期性、奇偶性、能量和功率等性质对信号的分析和处理至关重要。

3. 连续时间信号的分析方法：傅里叶级数和傅里叶变换是分析连续时间信号最常用的方法，它可以将信号分解成一系列正弦、余弦函数的和，方便对信号进行分析。

三、离散时间信号的表示和分析1. 离散时间信号的表示：离散时间信号可以用序列来表示，如离散单位冲激函数、阶跃函数等。

2. 离散时间信号的性质：离散时间信号的周期性、能量和功率等性质对信号的分析和处理同样十分重要。

3. 离散时间信号的分析方法：离散傅里叶变换和Z变换是分析离散时间信号最常用的方法，它可以将离散时间信号转换成频域表示，方便对信号进行分析。

四、系统的基本概念1. 系统的定义：系统是对信号进行输入输出转换的装置或过程，它可以是线性系统、非线性系统，时变系统、时不变系统等。

2. 系统的性质：系统的稳定性、因果性、线性性、时不变性等性质对系统的分析和设计至关重要。

3. 系统的表示和分析：系统可以用微分方程、差分方程、传递函数、状态空间等不同方法进行表示和分析。

五、线性时不变系统的性质与分析1. 线性时不变系统的特点：线性时不变系统具有线性性质和时不变性质，这使得对其进行分析和设计更加方便。

2. 线性时不变系统的表示：线性时不变系统可以用微分方程、差分方程、传递函数、状态空间等不同方法进行表示。

3. 线性时不变系统的分析方法：冲激响应、频域分析、零极点分析等方法对线性时不变系统的分析非常重要。

1、 若系统的输入f (t ）、输出y （t) 满足()3()4t y t e ft -=，则系统为 线性的 （线性的、非线性的)、 时变的 (时变的、时不变）、 稳定的 (稳定的、非稳定的).2、 非周期、连续时间信号具有 连续 、非周期频谱；周期、连续时间信号具有离散、非周期 频谱；非周期、离散时间信号具有 连续 、周期频谱；周期、离散时间信号具有离散、 周期 频谱。

3、 信号f(t)的占有频带为0-10KHz,被均匀采样后,能恢复原信号的最大采样周期为 5×10—5 s 。

4、 )100()(2t Sa t f =是 能量信号 （功率信号、能量信号、既非功率亦非能量信号）。

5、 ()2cos()f t t =+是 功率信号 (功率信号、能量信号、既非功率亦非能量信号)。

6、 连续信号f(t ）=sint 的周期T 0= 2π ,若对f （t ）以fs=1Hz 进行取样，所得离散序列f(k)=sin(k ） ，该离散序列是周期序列？ 否 。

7、 周期信号2sin(/2)()j n tn n f t e n ππ+∞=-∞=∑，此信号的周期为 1s 、直流分量为 2/π 、频率为5Hz 的谐波分量的幅值为 2/5 。

8、 f (t) 的周期为0。

1s 、傅立叶级数系数**03355532F F F F F j --=====、其余为0。

试写出此信号的时域表达式f (t ） = 5 + 6 cos （ 60 π t ) - 4 sin （100 π t ) . 9、 f (k ） 为周期N=5的实数序列，若其傅立叶级数系数()205=F ()52511,πjeF -+=()54512πjeF -+=、 则F 5 （3 )= ()54512πjeF +=- 、F 5 （4 )= ()52511πj eF +=- 、F 5 （5 ）= 2 ；f(k ） =())1.7254cos(62.052)9.3552cos(62.152525140525︒-⨯+︒-⨯+=∑=k k e n F n k jn πππ。

判断题1、 信号可定义为传载信息的函数2、模拟信号就是时间连续的信号3、连续时间信号就是时间连续的信号4、离散时间信号就是时间离散的信号5、数字信号就是时间幅度都是离散的信号6、系统就是反映信号处理因果关系的设备或运算7、连续时间系统就是输入输出都是连续时间信号的系统8、数字信号处理精度高9、数字信号处理不可时分复用10、数字信号处理可靠性强，但灵活性不大1、√2、×3、√4、√5、×6、√7、√8、√9、× 10、×1、理想取样可以看成实际取样的科学的本质的抽象2、连续时间的取样造成频谱的周期重复3、连续时间信号的取样可能发生频谱混叠4、离散时间信号可用序列表示5、两序列相乘就是对应序列值相乘6、所有正弦序列都是周期的7、所有复指数序列都是周期的8、当h(n)为因果序列时，系统一定是因果的9、当h(n)绝对可和时，系统一定是稳定的 10、)(1)(n u n n h =，则系统是稳定的 11、)(2)(n u n h n -=，系统是非因果的不稳定系统 12、2)()(+=n x n y ，系统是线性的 13、)()(n x a n y n =，系统是时变的14、离散时间线性非时变系统可用常系数线性差分方程描述15、系统频率响应是指系统对不同频率的正弦序列的不同传输能力16、系统频率响应是连续的非周期的17、系统频率响应是周期的，周期为2π18、任何序列的傅里叶变换都是存在的19、实序列的傅里叶变换是共轭对称的20、Z 变换的收敛域可以是方形区域21、Z 变换的收敛域是以极点来限定边界的22、双边序列的Z 变换的收敛域为环域23、)(n ∂的收敛域为整个Z 平面24、傅里叶变换就是单位圆上的Z 变换25、系统函数收敛域包括单位圆，则系统稳定26、系统函数的收敛域在环内，则系统是因果的27、极点、零点都在单位圆内，系统是最小相位系统28、极点在单位圆内，零点有在单位圆内，也有在单位圆外，则系统是最大相位系统29、极点在单位圆内，零点有在单位圆内，也有在单位圆外，则系统是非最小相位系统30、非最小相位系统可以看成最小相位系统和全通函数相乘1、√2、√3、√4、√5、√6、×7、×8、√9、√ 10、×11、× 12、× 13、√ 14、√ 15、× 16、× 17、√ 18、× 19、√ 20、×21、√ 22、√ 23、√ 24、√ 25、√ 26、× 27、√ 28、× 29、√ 30、√1、离散傅里叶变换在一个域里边是周期的，则另一个域是连续的2、离散傅里叶变换在一个域里边是非周期的，则另一个域是离散的3、离散傅里叶变换一个域里边周期的倒数是另一个域的周期4、DFT 是DFS 取主值5、DFT 不隐含周期性6、DFT 不是连续傅里叶变换的近似7、DFT 是X(z)在单位圆上的等间隔取样8、DFT 的综合就是X(z)9、DFT 和IDFT 可用一套程序计算10、补零增长可使谱线变密11、x(n)反转，X(k)也反转。

数学中的差分方程与离散动力系统数学中的差分方程与离散动力系统是研究动态系统在离散时间点上的演化行为的重要工具和方法。

差分方程和离散动力系统广泛应用于各个领域，包括自然科学、社会科学以及工程技术等。

本文将从理论和应用两个方面介绍差分方程和离散动力系统的基本概念、数学方法和实际应用。

一、差分方程的基本概念和数学方法差分方程是描述离散时间点上动态系统演化规律的数学模型。

它将连续时间的微分方程离散化为在离散时间点上的递推关系。

差分方程的一般形式可以表示为：xn+1 = f(xn)其中xn表示第n个时间点上的系统状态，f是一个给定的函数。

差分方程的解是一个数列x0, x1, x2, ...，表示系统在不同时间点上的状态。

差分方程的求解方法主要有两种：直接求解和迭代求解。

直接求解是通过代数方法求解差分方程的递推关系，得到解析解。

迭代求解则是通过迭代计算，逐步逼近差分方程的解。

二、离散动力系统的基本概念和数学方法离散动力系统描述的是在离散时间点上动态系统的演化行为。

离散动力系统由两个主要组成部分构成：状态空间和映射关系。

状态空间是系统可能的状态的集合，用数学符号表示为X。

映射关系是系统状态在不同时间点上的发展规律，用函数f表示。

离散动力系统可以用以下形式表示：x(n+1) = f(x(n))其中x(n)表示第n个时间点上的系统状态，x(n+1)表示第n+1个时间点上的系统状态。

离散动力系统的性质和行为可以通过相图来进行分析和研究。

相图是在状态空间中绘制系统状态随时间演化的图形。

通过相图可以观察到系统的稳定性、周期性和混沌性等特征。

三、差分方程与离散动力系统的应用差分方程和离散动力系统在各个学科和领域中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1. 生态学：差分方程和离散动力系统可以用于描述物种数量的演化规律和种群的动态行为。

通过建立生态系统的差分方程模型或离散动力系统模型，可以预测物种数量的变化和生态系统的稳定性。

1-1画出下列序列的示意图（1)（2）（3)（1）（2）(3)1-2已知序列x(n）的图形如图1.41，试画出下列序列的示意图。

图1。

41信号x(n)的波形（1）（2）(3)(4)（5)(6)(修正：n=4处的值为0，不是3） (修正：应该再向右移4个采样点）1-3判断下列序列是否满足周期性，若满足求其基本周期（1)解：非周期序列;（2)解:为周期序列，基本周期N=5；(3）解：，，取为周期序列,基本周期。

(4）解：其中，为常数，取，，取则为周期序列，基本周期N=40。

1—4判断下列系统是否为线性的？是否为移不变的？(1）非线性移不变系统（2）非线性移变系统(修正：线性移变系统)（3）非线性移不变系统（4)线性移不变系统（5）线性移不变系统（修正：线性移变系统）1—5判断下列系统是否为因果的？是否为稳定的？(1),其中因果非稳定系统(2）非因果稳定系统（3）非因果稳定系统（4)非因果非稳定系统（5)因果稳定系统1-6已知线性移不变系统的输入为x(n），系统的单位脉冲响应为h（n），试求系统的输出y(n）及其示意图(1）（2）（3）解:（1）（2）（3）1—7若采样信号m（t)的采样频率fs=1500Hz，下列信号经m（t）采样后哪些信号不失真？（1)(2）(3）解：（1)采样不失真(2）采样不失真(3)，采样失真1-8已知,采样信号的采样周期为。

（1)的截止模拟角频率是多少？(2)将进行A/D采样后，的数字角频率与的模拟角频率的关系如何?（3）若，求的数字截止角频率。

解：（1)（2)(3)1—9计算下列序列的Z变换，并标明收敛域。

（1)(2）(3）(4)（5）解：（1）(2)(3）(4)，,收敛域不存在(5）1-10利用Z变换性质求下列序列的Z变换.(1)(2）（3)（4）解：(1),（2)，(3）,（4），1—11利用Z变换性质求下列序列的卷积和。

(1)（2)(3)（4）(5）(6)解：(1），，，,（2),,，(3）, ，,（4），,（5),,，(6）,，，1—12利用的自相关序列定义为，试用的Z变换来表示的Z变换。