冲激偶函数(可编辑修改word版)
(完整word版)函数增减性与奇偶性的快速判断方法
一复合函数
1.增减性
对于 F(x)=f[g(x)] 的复合函数,其增减性满足乘法定则
同增异减
2.奇偶性
对于F(x)=f[g(x)] 的复合函数,其实只要掌握好奇偶函数的定义，自己推一下是非常容易的。
记F(x)=f[g(x)]——复合函数，则F(-x)=f[g(-x)]
如果g(x)是奇函数，即g(-x)=-g(x) ==> F(-x)=f[-g(x)]，
则当f(x)是奇函数时，F(-x)=-f[g(x)]=-F(x)，F(x)是奇函数；
当f(x)是偶函数时，F(-x)=f[g(x)]=F(x)，F(x)是偶函数。
如果g(x)是偶函数，即g(-x)=g(x) ==> F(-x)=f[g(x)]=F(x)，F(x)是偶函数。
所以由两个函数复合而成的复合函数，当里层的函数是偶函数时，复合函数是偶函数，不论外层是怎样的函数；当里层的函数是奇函数、外层的函数也是奇函数时，复合函数是奇函数，当里层的函数是奇函数、外层的函数是偶函数时，复合函数是偶函数。
在其它的场合，就不能如此单纯地判断复合函数的奇偶性了。
二加减函数
1.增减性
对于F(x)=g(x)+f(x) ，增+增=增，减+减=减，减+增则无定则
2.奇偶性
对于F(x)=g(x)+f(x) ,
奇+奇=奇, 奇-奇=奇, 偶+偶=偶 ,偶-偶=偶.奇+偶无定则
三相乘函数
1.增减性
对于F(x)=g(x)*f(x)
举个例子:f(x)=g(x)=-x ,都是减函数,而F(x)=x^2,有增有减.
2.奇偶性
对于F(x)=g(x)*f(x), 即奇*偶=奇 ,偶*偶=偶 ,奇*奇=偶。
冲激信号是偶函数,冲激偶信号是奇函数
冲激信号是偶函数,冲激偶信号是奇函数
冲激函数既不是偶函数也不是奇函数.是一个非正常函数,某种极限函数。
冲激偶函数是奇函数，关于原点对称，在全时域对其积分为零，即正、负两个冲激的面积相互抵消。
所以说冲激函数是偶函数，冲激偶就是奇函数
信号的分解，可以分解为冲激函数和阶跃函数的卷积，只不过对于阶跃函数而言会有一个初值的问题，这个初值产生原因就在于其对信号分解可以看成冲激函数与信号卷积的微分和积分（微分分配给f，积分分配给冲激函数），无论是先微分或者先积分，都会存在一个常数是无法确切表示的，需要有初值条件，从频域分析时，是因为存在微分性质使用时要保证是没有直流分量
在频域分析时，同样我们可以的得到一个有趣的结论，可以将任意信号分解为该信号的基函数的幅频特性曲线必没有0点，进一步拓展，一个有限长的信号，一定不能作为基函数表示任意信号（在时域来看这是显然的）。
冲激函数和冲激响应.
我们为什么要研究电路的冲激响应呢？这是由于电子、 通信与信息工程中使用的电信号十分复杂，我们需要知道 电路对任意输入信号的反映。而电路的冲激响应不仅能反 映出电路的特性，而且在知道线性时不变电路的冲激响应 后，可以通过一个积分运算求出电路在任意输入波形时的 零状态响应，从而求出电路的全响应。
* §6－6 冲激函数和冲激响应
一、 冲激函数
图6-38
在介绍冲激函数之前，先看图6-38(a)所示电路，开关
原来倒向a点，由2V电压源对电容C1充电，使其电压达到 2V，电容上有2库仑电荷。开关在t=0时刻倒向b点后，将有
1库仑电荷从电容C1上移动到电容C2上，使电容上的电压逐 渐达到uC1()=uC2()=1V。
lim
0
P
(t
)
δ(t)
(6 34)
注意到响应波形的峰值h△(△)将随△减小而增加，我们
用罗比塔法则求h△(△)在△→0时的极限
lim
0
h
()
lim 0
f '() g ' ()
lim 0
(1/
τ)e 1
τ
1 τ
(6 35)
因此，图6－42(f)的波形趋于指数波形
h(t
)
1
e
t
0
t0 t0
当图(b)电路中电阻R趋于零时，电容电压uC2(t)波形趋 于一个单位阶跃，如图(d)所示。而电容电流iC(t)的波形将 变为初始值iC(0+)趋于无限大，时间常数无限小(波形的宽度 趋于零)，而面积(电荷量)为一个单位的脉冲，这个极限的
波形称为单位冲激电流，用(t)表示。
当且仅当其满足以下两个性质时，一个无界的信号(t)
1.3_冲激函数
1
方法二： 0 0 1 f t(2t+2)反折 f (-2t+2)] .5 压缩 平移 f (t+2)
1
平移
2
t
另外应该还
方法三： f (t 方法一： 2) 压缩 f (2t) f (-2t)平移 f [-2(t-1)] 压缩 f (2t) 反折 1 f (2t 2) 平移 f [2(t+1)] 反折 f (-2t+2)
折叠信号的平移
f (t )
1
0
f (-t-1)= f [-(t+1)]将 已知 ff(t) 求 f (-t-1) (-t) 的波形向左移动 1。
f (t ) f (t 1)
平移
反折
1
平移
t
1
0
t
2
1
0
t
f (t 1)
1
0
反折
1
2
t
13
第一章第2讲
信号的平移与折叠
折叠信号的平移
任何偶函数的导数为奇函数。
第一章第2讲 5
举 例 1
下列各表达式中错误的是______ C 。
( A) ( B) (C ) ( D) (C )
f (t ) (t )dt f (0) f (t ) (t t0 )dt f (t0 ) f (t t0 ) (t )dt f (t0 ) f (t t0 ) (t t0 )dt f (0) f (t t0 ) (t )dt
1
0
平移 请同学们自己思考绘出图形。
1
0
t
0.5 0
第一章第2讲
信号与系统1-2冲激函数课件
f (t) (t) dt f (0)
f (t) (t t0 ) dt f (t0 )
是冲激函数的 严格的数学定义。
2
冲激函数的性质
单位冲激函数为偶函数 (t) (t)
缩放性质
(at) 1 (t)
a
(at t0 )
1 a
(t t0 )
a
这里 a 和 t0为常数，且a0。
冲激偶的采样性质
f (t) (t)dt f (0)
f (t) (t t0 )dt f (t0 )
冲激偶’(t)是 t 的奇函数
(t) (t)
任何偶函数的导数为奇函数。
5
例1.8 阶跃函数和冲激函数的关系
(t) d (t)
dt
t
(t) ( )d
f1(t)
2 1
折叠信号的平移
已知 f (t)f求(-ft)f(的-(t--波1t-)1=形)f向[-(左t+移1)动]将1。
f (t)
反折 1
f (t)
平移
f (t 1)
0
1t
平移
1 0
f (t 1)
1
t
2 1 0 t
反折
0
12 t
12
信号的平移与折叠
折叠信号的平移
已知 f (t)f求(-ft)(f的-(t+-波t1+)形=1)向f [-右(t-移1)动]将1。
1.3 冲激函数
冲激函数的定义
(t)
0, ,
t0 t 0
( )d 1
1 p(t)
1
1
2
2
2
0
2
2
2
t
(t) (1)
冲激偶函数的性质.
冲激偶函数的性质.
冲激函数的性质有：1、筛选性质。
2、取样性质。
3、导数性质。
4、尺度变换性质。
冲激函数是个奇异函数，它是对强度极大、作用时间极短暂且积分有限的一类理想化数学
模型。
冲激函数可用于对连续信号进行线性表达，也可用于求解线性非时变系统的零状态
响应。
冲激函数求导可得到冲激偶函数，单位冲激偶是这样的一种函数：当 t从负值趋于0时，它是一个强度为无限大的正的冲激函数，当t从正值趋于0时，它是一个强度为无限
大的负的冲激函数。
应用领域：
冲激函数可用于信号处理，通过冲激函数来表示复杂的信号，可以简化对复杂信号的
一些特性的研究。
冲激函数及其延时冲激函数的线性组合去则表示或迫近，再利用系统的vary原理，
可以通过直观的信号例如单位冲激函数的频谱，以及频域特性去探讨比较复杂信号的频谱。
从而增加排序繁杂信号频谱的难度。
4-29冲激函数
一、由理想电路引入冲激函数电流持续的时间为0，电流幅度为无穷大，但电流的时间积分有限的物理现象可以用冲激函数来描述。
二、单位冲激函数的定义和波形 1、单位冲激函数的数学符号：)(t δ2、定义单位冲激函数有若干不同的方法，下面是一种常用的单位冲激函数的定义方法单位冲激函数可由矩形脉冲面积保持为1，宽度0→τ的极限表示单位冲激函数)]2()2([1lim )(0τττδτ--+=→t u t u t ,左图中，当宽度τ不断变小的时候，幅度τ1则趋于无穷大。
面积为1，宽度趋于0，高度【幅度】趋于无穷大，那么这个极限就是单位冲激函数。
冲激函数又叫“狄拉克函数” 左图是用矩形脉冲来定义冲激函数对于一些宽度趋于0，幅度趋于无穷大，面积恒为1的三角函数也可以用来定义成单位脉冲函数。
三、单位冲激函数的幅度与强度的概念单位冲激函数的幅度指----无穷大的幅值【当0=t 时幅值无穷大；当0≠t 时，幅值为0】单位冲激函数的强度指----矩形脉冲的极限值【这个极限值叫做单位冲激函数的强度---冲激的大小】 单位冲激函数的波形中，用箭头来表示冲激函数的幅度，用小括号中加1来表示冲激函数的强度单位冲激函数的强度为1.任意0t 时刻的冲激函数的波形五、任意冲激函数的定义及波形 如上图示六、冲激函数的抽样性质1、函数)(t f 在0=t 处的冲激强度：)(t f 函数的冲激，等于t 在0=t 外的冲激：)0()()0()()(f dt t f dt t t f ==⎰⎰∞∞-∞∞-δδ )1()1(式表明，函数与冲激相乘，在无限区间上的积分结果为一个常数，这个常数代表的是该冲激的强度为)0(f2、函数)(t f 在0t t =处的冲激强度：)(t f 在0t t =的冲激：)()()()()(0000t f dt t t t f dt t t t f =-=-⎰⎰∞∞-∞∞-δδ )2(3、函数)(t f 在10t t t -=处的冲激强度：)()()()()(10101001t t f dt t t t t f dt t t t t f -=--=--⎰⎰∞∞-∞∞-δδ )3(冲激函数的性质的应用：当要抽取函数在某一时刻的函数值，只需要使该函数乘以冲激函数就行了。
冲激函数的定义
冲激函数的定义冲激函数是一种特殊的函数，它在数学和工程领域有着广泛的应用。
冲激函数在信号处理、控制理论、线性系统、微积分和物理学等领域都起着重要的作用。
本文将对冲激函数进行详细的定义和解释，以便读者更好理解其概念和应用。
1、什么是冲激函数冲激函数是数学中的一种特殊函数，也称为Dirac函数或Dirac delta函数。
冲激函数是在除零点外均为0，在零点附近无限大的函数。
冲激函数通常表示为δ(x)，其中x为自变量。
冲激函数在x=0处的值无限大，但在除零点外的其他点的值都为0。
在物理学和工程领域，冲激函数可以通过一个实验来理解它的概念。
如果我们在时间轴上以极短的时间间隔内向电路中输入一个短暂的电压脉冲，那么电路将会产生一个极短的电流脉冲，这个电流脉冲就可以用一个冲激函数来描述。
2、冲激函数的重要性冲激函数在数学中的重要性很大。
它可以用在微积分、偏微分方程、傅里叶分析、抽象代数和泛函分析等领域。
在控制系统和信号处理领域，冲激函数也是非常重要的。
它可以用来描述系统的 impulse response（冲击响应）函数，冲激响应是控制系统和信号处理中非常常见的一种概念。
冲激函数还可以用来分析和设计滤波器和信号处理系统。
在物理学中，冲激函数可以用来描述质点、电荷或电流的瞬间变化情况。
冲激函数也可以用来描述物理学中的波函数，比如在量子力学中，波函数可以在测量时间点上采用Delta函数的形式。
冲激函数有一些非常重要的性质。
下面我们将对其中的一些最主要的进行介绍。
3.1 奇异性冲激函数在所有除零点外的点上取值为0，但在零点处取值为无穷大。
冲激函数在数学上是一个奇异函数，可能常常忽略它在除零点外的任何部分。
3.2 瞬时能量3.3 单位冲激函数3.4 积分性质冲激函数的积分性质十分重要。
因为冲激函数在所有除零点外的点上都为0，所以对于任意函数f(x)，有：∫f(x)δ(x)dx=f(0)这意味着冲激函数的积分可以用来计算f(x)在零点处的值。
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- ⎰ (1/) ˆ'(t ) -/2 /2 t '(t )
O t 三、单位冲激偶信号
冲激函数(t ) 的导数定义为（单位）冲激偶函数，用'(t ) 或
(1) (t ) 表示。
'(t ) =
d (t ) d t （1.3-16） 式（1.3-16）可从极限的角度理解， '(t ) = lim ˆ'(t )
→0 ，由图 1.3-6， ˆ
(t ) 的导 数ˆ'(t ) 如图 1.3-11(a)所示，用公式表示为
ˆ'(t ) = 1 (t + - 1 (t -
2 ) 2 )
当→ 0 时，ˆ'(t ) 由两个在时间上无限靠近，而强度趋于无限大的冲激构成。
故称它为冲激偶函数，用图 1.3-11(b)表示。
（a ） （b ）
图 1.3-11 冲激偶函数
设 x (t ) 为常规函数，其导数 x '(t ) 在t = t 0 处连续，则积分
∞ ∞
⎰-∞ x (t )'(t - t 0 )d t =⎰-∞ x (t )d (t - t 0 )
= x (t )(t - t 0
∞
∞ -∞ -∞ x '(t )(t - t 0 )d t = -⎰-∞ x '(t )(t - t 0 )d t
) ∞
∞ ∞ 利用冲激函数的抽样性质，从上式得
⎰
-∞ x (t )'(t - t 0 )d t = -x '(t 0 ) （1.3-17）
该式称为'(t ) 的抽样性质。
采用对 x (t )(t ) 分步求导的方法，或利用式（1.3-17），还可得
x (t )'(t ) = x (0)'(t ) - x '(0)(t ) （1.3-18）
注意 x (t )'(t ) ≠ x (0)'(t ) 。
再来考虑'(t ) 的对称性。
'(-t ) = =-t
由于(t ) 为偶对称函数，则有
'(-t ) =
d (t ) = -'(t ) -
d t （1.3-
19）
可见，'(t ) 为奇对称函数。
故
⎰
-∞ '(t )d t = 0 当然，令式（1.3-17）中的 x (t ) = 1 ，也可得上式结果 。
函数(t ) 的各阶导数统称为高阶冲激。
特别指出，在同一时刻出现的单
位冲激函数、高阶冲激函数间的乘积，如 2 (t ) ，(t )'(t ) 等没有意义。
d (τ ) d τ。