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《信号与系统》课后习题参考答案

《信号与系统》课后习题参考答案

《信号与系统》课后习题参考答案第二章 连续信号与系统的时域分析2-9、(1)解:∵系统的微分方程为:)(2)(3)(t e t r t r '=+',∴r(t)的阶数与e(t) 的阶数相等,则h(t)应包含一个)(t δ项。

又∵系统的特征方程为:03=+α,∴特征根3-=α∴)()(2)(3t u Ae t t h t -+=δ∴)]()(3[)(2)(33t e t u e A t t h t t δδ--+-+'=')()(3)(23t A t u Ae t t δδ+-'=-将)(t h 和)(t h '代入微分方程(此时e(t)= )(t δ),得:)()(3)(23t A t u Ae t t δδ+-'-+3)(2)]()(2[3t t u Ae t t δδ'=+-∴A=-6则系统的冲激响应)(6)(2)(3t u et t h t --=δ。

∴⎰⎰∞--∞--==t td ue d h t g τττδτττ)](6)(2[)()(3⎰∞-=t d ττδ)(2⎰∞---t d u e τττ)(63 )()(6)(203t u d e u t t ⎰-∞--=τττ )()3(6)(203t u e t u t --=-τ)()1(2)(23t u e t u t -+=- )(23t u e t -=则系统的阶跃响应)(2)(3t u et g t -=。

2-11、解:①求)(t r zi : ∵系统的特征方程为:0)3)(2(652=++=++αααα,∴特征根:21-=α,32-=α ∴t t zi e C eC t r 3221)(--+= (t ≥0) ②求)(t r zs :t t e A eA t h 3221)(--+= (t ≥0),可求得:11=A ,12-=A (求解过程略) ∴)()()(32t u e e t h t t ---=∴)(*)()(*)()]()[(*)()(*)()(3232t u e t u e t u e t u e t u e e t u e t h t e t r t t t t t t t zs --------=-==)()2121()()(21)()(3232t u e e e t u e e t u e e t t t t t t t -------+-=---= ③求)(t r :)(t r =)(t r zi +)(t r zs ++=--)(3221t te C e C )2121(32t t t e e e ---+- t tt e C e C e 3221)21()1(21---++-+= (t ≥0) ∵)()(t u Ce t r t -=,21=C 21=C ∴ 011=-C , ∴ 11=C0212=+C 212-=C ∴=-)0(r 21211)0(21=-=+=+C C r zi , ='-)0(r 2123232)0(21-=+-=--='+C C r zi 2-12、解:(1)依题意,得:)(2)(*)()(t u e t h t u t r tzi -=+)()()(t t h t r zi δ=+∴)(2)]()([*)()(t u e t r t t u t r t zi zi -=-+δ)(2)()()()1(t u e t r t u t r t zi zi --=-+∴)()12()()()1(t u e t r t r t zi zi -=---,两边求导得:)()12()(2)()(t e t u e t r t r t t zi ziδ-+-=-'-- )(2)()()(t u e t t r t r t zi zi--=-'δ ∴)(11)(112)()()1(t p p t p t t r p zi δδδ+-=+-=- ∴)()(11)(t u e t p t r t zi -=+=δ (2)∵系统的起始状态保持不变,∴)()(t u e t r t zi -=∵)()()(t t h t r zi δ=+,∴)()()(t u e t t h t--=δ∴)]()([*)()()(*)()()(33t u e t t u e t u e t h t e t r t r t t t zi ----+=+=δ )()()(t u te t u e t u e tt t ----+=)()2(t u e t t --= 2-16、证:∑∑∞-∞=--∞-∞=--=-=k k t k t k t u e k t t u e t r )3()3(*)()()3(δ∑∞-∞=--=k k t k t u e e )3(3 ∵当t-3k>0即3t k <时:u(t-3k)为非零值 又∵0≤t ≤3,∴k 取负整数,则:3003311)(---∞=∞=----===∑∑e e e e e et r t k k k t k t 则t Ae t r -=)(,且311--=e A 。

《信号与系统》(郑君里)课后习题答案

《信号与系统》(郑君里)课后习题答案
2
(t )
2
非线性:设 r1 ( t ) = e1
( t ) 、 r2 ( t ) = e2 2 ( t ) ,
2 2 2 2
则⎡ ⎣ c1e1 ( t ) + c2 e2 ( t ) ⎤ ⎦ = c1 e1 ( t ) + c2 e2
2
( t ) + 2c1c2e1 ( t ) e2 ( t ) ≠ c1r1 ( t ) + c2 r2 ( t )
5
即 输 入 x1 ( t ) , x2 ( t ) 得 到 的 输 出 分 别 为 y1 ( t ) , y2 ( t ) , T ⎡ ⎣ x1 ( t ) ⎤ ⎦ = y1 ( t ) ,
T⎡ 。 ⎣ x2 ( t ) ⎤ ⎦ = y2 ( t ) ,则 T ⎡ ⎣ c1 x1 ( t ) + c2 x2 ( t ) ⎤ ⎦ = c1 y1 ( t ) + c2 y2 ( t ) ( c1 , c2 为常数)
解题过程:
(a-1)
(a-2)
(a-3)
4
(a-4)
(b) f ( t ) 为偶函数,故只有偶分量,为其本身
(c-1)
(c-2)
(c-3)
(c-4)
(d-1)
(d-2)
(d-3)
(d-4)
1-20 分析过程:本题为判断系统性质:线性、时不变性、因果性 (1)线性(Linearity) :基本含义为叠加性和均匀性
f (t )
1 1
f ( 3t )


-2
-1
0
1
-2/3
f ( 3t − 2 )

1/3
f ( −3t − 2 )

信号与系统课后答案(全)

信号与系统课后答案(全)

第八章习题8.1 图示一反馈系统,写出其状态方程和输出方程。

解由图写出频域中输入、输出函数间的关系⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=)(11)()3(3)(sYssEsssY把此式加以整理可得)(334)1(3)(23sEsssssY++++=故系统的转移函数为334)1(3)(23++++=sssssH根据转移函数,可以用相变量直接写出状态方程和输出方程分别为exxxxxx⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡143311'''321321[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=32133xxxy8.2 写出下图所示三回路二阶系统的状态方程。

解:第一步,选取状态变量。

由于两个储能元件都是独立的,所以选电感电流为状态变量1x,电容电压为另一状态变量2x,如图所示。

第二步,分别写包含有电感电压的回路电压方程和包含有电容电流的节点电流方程。

根据第二个回路的回路方程,并代入元件参数,则有112122'ixxx+--=312'21ixx-=第三步,上两式中1i和3i不是状态变量,要把它们表为状态变量。

由第一个回路有1124xie-=,即112141xei+=由第三个回路有323ix=,即2331xi=把1i和3i分别代入第二步中两式,并经整理,最后得所求状态方程为exxx21'211+--=212322'xxx-=或记成矩阵形式8.3 图示一小信号谐振放大器的等效电路,这里的激励函数)(t e是一压控电流源,输出电压)(t y由耦合电路的电阻L R上取得。

要求写出此电路的状态方程和输出方程。

解:第一步,选状态变量。

因为电感电流和电容电压等三个变量都是独立的,所以选回路电感L中的电流1x、回路电容C上的电压2x、耦合电容c C上的电压3x为状态变量。

第二步,分别写回路方程或节点方程。

由RLC回路有211'xRxLx=+eixxCCx rc-=+++132''RL c i x C ='3第三步,消去非状态变量。

信号与系统课后习题答案

信号与系统课后习题答案

习 题 一 第一章习题解答基本练习题1-1 解 (a) 基频 =0f GCD (15,6)=3 Hz 。

因此,公共周期3110==f T s 。

(b) )30cos 10(cos 5.0)20cos()10cos()(t t t t t f ππππ+==基频 =0f GCD (5, 15)=5 Hz 。

因此,公共周期5110==f T s 。

(c) 由于两个分量的频率1ω=10π rad/s 、1ω=20 rad/s 的比值是无理数,因此无法找出公共周期。

所以是非周期的。

(d) 两个分量是同频率的,基频 =0f 1/π Hz 。

因此,公共周期π==01f T s 。

1-2 解 (a) 波形如图1-2(a)所示。

显然是功率信号。

t d t f TP T TT ⎰-∞→=2)(21lim16163611lim 22110=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰⎰⎰∞→t d t d t d T T T W(b) 波形如图1.2(b)所示。

显然是能量信号。

3716112=⨯+⨯=E J (c) 能量信号 1.0101)(lim101025=-===⎰⎰∞∞---∞→T t ttT e dt edt eE J(d) 功率信号,显然有 1=P W1-3 解 周期T=7 ,一个周期的能量为 5624316=⨯+⨯=E J 信号的功率为 8756===T E P W 1-5 解 (a) )(4)2()23(2t tt δδ=+; (b) )5.2(5.0)5.2(5.0)25(5.733-=-=----t e t e t et tδδδ(c) )2(23)2()3sin()2()32sin(πδπδπππδπ+-=++-=++t t t t 题解图1-2(a) 21题解图1-2(b) 21(d) )3()3()(1)2(-=----t e t t et δδε。

1-6 解 (a) 5)3()94()3()4(2-=+-=+-⎰⎰∞∞-∞∞-dt t dt t t δδ(b) 0)4()4(632=+-⎰-dt t t δ(c) 2)]2(2)4(10[)]42(2)4()[6(63632=+++-=+++-⎰⎰--dt t t dt t t t δδδδ(d)3)3(3)(3sin )(1010=⋅=⎰⎰∞-∞-dt t Sa t dt ttt δδ。

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-5
-4 -3 -2
-1
2 1
2
3
-1
x(-t+4)
t
45
6
2 1
4
6
-1
x(-t/2+4)
t 8 10 12
(e)[x(t)+x(-t)]u(t)
-2
-1
2
x(-t)
1
t
01
2
-1
(f)
x(t)[δ(t +
3) − δ(t - 3)]
2
2
3
[x(t)+x(-t)]u(t)
1 t
01
2
-1
-3/2 (-1/2)
x(t)[δ(t + 3) − δ(t - 3)]
2
2
3/2
t
0 (-1/2)
6
1.22
(a)x[n-4]
x[n-4]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
0 1 23 4 5 6 7 8
-1/2
-1
(b)x[3-n]
x[n+3]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1
=
2π 4
=π 2
则:整个信号的周期为:T = LCM{T1,T2} = π
1.11
j 4πn
解: e 7

ω1
=
4πn 7
,则:
2π ω1
=
2π 4π
=7= 2
N1 k
,⇒
N1
=
7
7
j 2πn
e5
→ ω2

信号与系统课后习题答案汇总

信号与系统课后习题答案汇总

第一章习题参考解答1.1 绘出下列函数波形草图。

(1) ||3)(t et x -=(2) ()⎪⎪⎨⎧<≥=02021)(n n n x n n (3) )(2sin )(t t tx επ= (5) )]4()([4cos )(--=-t t t et x tεεπ(7) t t t t x 2cos)]2()([)(πδδ--=(9) )2()1(2)()(-+--=t t t t x εεε)5- (11) )]1()1([)(--+=t t dtdt x εε (12) )()5()(n n n x --+-=εε (13) ⎰∞--=td t x ττδ)1()((14) )()(n n n x --=ε1.2 确定下列信号的能量和功率,并指出是能量信号还是功率信号,或两者均不是。

(1) ||3)(t et x -=解 能量有限信号。

信号能量为:(2) ()⎪⎩⎪⎨⎧<≥=02021)(n n n x n n解 能量有限信号。

信号能量为:(3) t t x π2sin )(=解 功率有限信号。

周期信号在(∞-∞,)区间上的平均功率等于在一个周期内的平均功率,t π2sin 的周期为1。

(4) n n x 4sin)(π=解 功率有限信号。

n 4sin π是周期序列,周期为8。

(5) )(2sin )(t t t x επ=解 功率有限信号。

由题(3)知,在),(∞-∞区间上t π2sin 的功率为1/2,因此)(2sin t t επ在),(∞-∞区间上的功率为1/4。

如果考察)(2sin t t επ在),0(∞区间上的功率,其功率为1/2。

(6) )(4sin)(n n n x επ=解 功率有限信号。

由题(4)知,在),(∞-∞区间上n 4sin π的功率为1/2,因此)(4sinn n επ在),(∞-∞区间上的功率为1/4。

如果考察)(4sinn n επ在),0(∞区间上的功率,其功率为1/2。

信号与系统课后习题参考答案

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1.20
解:(a)
x1 (t)
=
cos( 2t )
=
1 2
(e j2t
+
e− j2t
)
则:
y1 (t)
= T{1 (e j2t 2
+ e − j2t )} =
1 (e j3t 2
+ e − j3t ) ;
(b)
x2 (t)
=
cos(2(t

1 )) 2
=
1 (e j(2t−1) 2
+ e − j(2t−1) )
-1/2
-1
1 1/2 -2 -1 0 1
1 1 1 x[-n+3]
1/2 n
678 2 34 5
-1/2 -1
(c) x[3n]
1 x[3n]
1/2 n
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 -1/2
7
(d) x[3n+1]
x[n+1]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
x(t)[δ(t + 3) − δ(t - 3)]
2
2
3/2
t
0 (-1/2)
6
1.22
(a)x[n-4]
x[n-4]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
0 1 23 4 5 6 7 8
-1/2
-1
(b)x[3-n]
x[n+3]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1
-5
-4 -3 -2

信号和系统课后习题答案解析

信号和系统课后习题答案解析

范文范例 学习参考精品资料整理第一章习题参考解答1.1 绘出下列函数波形草图。

(1) ||3)(t et x -=(2) ()⎪⎪⎨⎧<≥=02021)(n n n x n n(3) )(2sin )(t t t x επ=(4) )(4sin )(n n n x επ=(5) )]4()([4cos )(--=-t t t et x tεεπ(6) )]4()1([3)(---=n n n x nεε(7) t t t t x 2cos)]2()([)(πδδ--=(8) )]1()3([)(--+=n n n n x δδ范文范例 学习参考精品资料整理(9) )2()1(2)()(-+--=t t t t x εεε(10) )5(5)]5()([)(-+--=n n n n n x εεε(11) )]1()1([)(--+=t t dtdt x εε (12) )()5()(n n n x --+-=εε(13) ⎰∞--=td t x ττδ)1()((14) )()(n n n x --=ε1.2 确定下列信号的能量和功率,并指出是能量信号还是功率信号,或两者均不是。

(1) ||3)(t et x -=解 能量有限信号。

信号能量为:()⎰⎰⎰⎰∞-∞-∞∞--∞∞-+===02022||2993)(dt edt edt e dt t xE ttt ∞<=⋅-⋅+⋅⋅=∞-∞-9)21(92190202tte e(2) ()⎪⎩⎪⎨⎧<≥=02021)(n n n x n n解 能量有限信号。

信号能量为:()∞<=+=+==∑∑∑∑∑∞=--∞=∞=--∞=∞-∞=35)41(4])21[(2)(0102122n n n nn n n n n n xE(3) t t x π2sin )(=范文范例 学习参考精品资料整理 解 功率有限信号。

周期信号在(∞-∞,)区间上的平均功率等于在一个周期内的平均功率,t π2sin 的周期为1。

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-1/2
-1
1 x[3n+1]
1/2 1/2 n
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
(e) x[n]u[3-n]=x[n]
x[n]u[3-n]
4
x(t-2)
2
1
-1
0
12
t 3
(b)x(2-t)
x(t+2)
2
2 1
1 t
-4
-3 -2 -1 0
-1
0
1
-1
x(-t+2)
t
23
4
(c)x(2t+1)
x(t+1)
2
1
t
-3
-2
-1 0
1
-1
x(2t+1)
2
1
t
-1.5
-1
-0.5 0
0.5
-1
(d)x(4-t/2)
5
x(t+4)
2
1
t
-6
x(t)[δ(t + 3) − δ(t - 3)]
2
2
3/2
t
0 (-1/2)
6
1.22
(a)x[n-4]
x[n-4]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
0 1 23 4 5 6 7 8
-1/2
-1
(b)x[3-n]
x[n+3]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1
(c)
dx(t)/dt
(3)
……
…… 3 2 10 1 2 3 4 t (c)
(-3
dx(t) 如图(d)所示: dt
故: dx(t) = 3g(t) − 3g(t −1) dt
则: A1 = 3, A2 = −3;t1 = 0, t 2 = 1
1.15
解:该系统如下图所示:
x[n]=x1[n]
S1
-3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 6 n
故: u[−n + 3] 即:M=-1,n0=-3。
1.13


∫ ∫ y(t) = t x(τ )dτ = t [δ (τ + 2) − δ (τ − 2)]dτ =u(t + 2) − u(t − 2)
−∞
−∞
y(t) 1
t
-2
0
2
∫ ∫ 则: E∞ =
-1/2
-1
1 1/2 -2 -1 0 1
1 1 1 x[-n+3]
1/2 n
678 2 34 5
-1/2 -1
(c) x[3n]
1 x[3n]
1/2 n
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 -1/2
7
(d) x[3n+1]
x[n+1]
11 1 1
1/2 1/2
1/2 n
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3
(2)若系统级联顺序改变,该系统不会改变,因为该系统是线性时不变系统。 (也可以通过改变顺序求取输入、输出关系,与前面做对比)。
1.17
解:(a)因果性: y(t) = x(sin t)
举一反例:当 t = −π时s int = 0,则y(−π ) = x(0) 输出与以后的输入有关,不是因果
的; (b)线性:按照线性的证明过程(这里略),该系统是线性的。
(或者:由于该函数的包络随 t 增长衰减的指数信号,故其不是周期信号;)
(c) x3[n] = e j7πn 则 ω0 = 7π
2π = 2 是有理数,故其周期为 N=2; ω0 7
1.10
解:
2 cos(10t
+ 1)

ω1
= 10 ,则:T1
=
2π ω
1
=
π 5
sin(4t −1) → ω2
= 4 ,则:T2
=
2π 4
=π 2
则:整个信号的周期为:T = LCM{T1,T2} = π
1.11
j 4πn
解: e 7

ω1
=
4πn 7
,则:
2π ω1
=
2π 4π
=7= 2
N1 k
,⇒
N1
=
7
7
j 2πn
e5
→ ω2
= 2πn ,则: 2π
5
ω2
=
2π 2π
= 5 = N2 2k
,⇒ N2
=5
5
直流信号‘1’不影响信号的周期,故整个信号的周期为:N = LCM{N1, N2} = 35
=
1 e − j1e j2t 2
+
1 e j1e − j2t 2
则: y2 (t) =
1 e − j1e j3t 2
+
1 e j1e − j3t 2
=
1
(e
j 3(t − 1 ) 3
2
+

e
j 3(t − 1 ) 3
)
=
cos
3(t

1)
3
(注意:此系统不是时不变系统。)
1.21
(a) x(t-1)
西南科技大学信号与系统ÿÿÿ教ÿÿÿ材ÿÿÿ课ÿÿ后ÿÿÿ习ÿÿÿ题ÿÿÿ参ÿÿÿ考ÿÿ答ÿÿÿ案ÿÿÿ(魏冬梅老师布置的作业)
第一章作业解答
1.9
解:(b) x2 (t) = e −(1+ j)t = e −t e − jt
由于 x2 (t + T ) = e −(1+ j)(t+T ) = e e −(1+ j)t −(1+ j)T ≠ x2 (t) ,故不是周期信号;
y1[n]= x2[n] S2
y[n]= y2[n]
3
y[n]
=
y 2 [n]
=
x2[n

2] +
1 2
x2[n

3]
(1)
=
{2x1[n

2]
+
4x1[n

3]}
+
1 2 {2x1[n

3]
+
4x1[n

4]}
= 2x1[n − 2] + 5x1[n − 3] + 2x1[n − 4]
即: y[n] = 2x[n − 2] + 5x[n − 3] + 2x[n − 4]
1.12

解: x[n] = 1 − ∑δ[n −1 − k] k =3
(1 + k) = m

= 1 − ∑δ [n − m] = 1 − u[n − 4] m=4
1
1


减去:
-3 –2 –1 0 1 2 3 4 u[n-4]
56 n

-3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 6 n 等于:

1.20
解:(a)
x1 (t)
=
cos( 2t )
=
1 2
(e j2t
+
e− j2t
)
则:
y1 (t)
= T{1 (e j2t 2
+ e − j2t )} =
1 (e j3t 2
+ e − j3t ) ;
(b)
x2 (t)
=
cos(2(t

1 )) 2
=
1 (e j(2t−1) 2
+ e − j(2t−1) )
-5
-4 -3 -2
-1
2 1
2
3
-1
x(-t+4)
t
45
6
2 1
4
6
-1
x(-t/2+4)
t 8 10 12
(e)[x(t)+x(-t)]u(t)
-2
-1
2
x(-t)
1
t
01
2
-1
(f)
x(t)[δ(t +
3) − δ(t - 3)]
2
2
3
[x(t)+x(-t)]u(t)
1 t
01
2
-1
-3/2 (-1/2)

|
y(t) |2
dt
=
2
1dt
=4
−∞
−2
1.14 解:x(t)的一个周期如图(a)所示,x(t)如图(b)所示:
2
x(t)的一个周期 x(t)

1 1
01
2
t
……
……
2 10 1 2 3 4 t
-2 (a)
-2 (b)
g(t)
(1)
……
……
3 2 10 1 2 3 4 t
而:g(t)如图(c)所示
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