信号与系统课后习题答案
燕庆明 信号与系统(第二版) 课后习题答案
())()()]([),()(20d t t tf t tg t g T t t f t g -==-=令,∞-≠-)()(00t t y t t T f f ,=-)(0t t y f)()(00t t f t t --。
(3))()(0t t f t g -=令，)()()]([0t t f t g t g T --=-=，≠-)(0t t T f )(0t t y f -，)()(00t t f t t y f +-=-线性时不变系统。
显然其不相等，即为非不失一般性，设可以表示为为系统运算子，则设解时不变系统？判断该系统是否为线性的关系为与输出已知某系统输入),()()()]([),()()]([)()()(,)()]([)()(T :)()()()(.2.12111121t y t f t f t f T t y t f t f T t f t f t f t f t f T t y t y t f t y t y t f =+===+====1.3判断下列方程所表示系统的性⎰+=t dx x f dtt df t y 0)()()(:)1()()()]([:)2(2't f t y t y =+（3）：)2()()(3)(2)(''''-+=++t f t f t y t y t y （4）：)(3)(2)('2)("t f t y t ty t y =++ 线性 非线性时不变 线性时不变 线性时变1.4。
试证明方程y'(t)+ay(t)=f(t)所描述的系统为线性系统。
证明：不失一般性，设输入有两个分量，且f 1(t)→y 1(t),f 2(t)→y 2(t) 则有y 1'(t)+ay 1(t)=f 1（t)，y 2'(t)+ay 2(t)=f 2(t) 相加得y 1'+ay 1(t)+y 2'(t)+ay 2(t)=f 1(t)+f 2(t) 即dtd[y 1(t)+y 2(t)]+a[y 1(t)+y 2(t)] =f 1(t)+f 2(t ）可见f 1(t)+f 2(t)→y 1(t)+y 2(t)即满足可加性，齐次性是显然的。
信号与系统 陈后金 第二版 课后习题答案(完整版)
（1） f (t) = 3sin 2t + 6 sinπ t
（2） f (t) = (a sin t) 2
（8）
f
(k)
=
cos⎜⎛ ⎝
πk 4
⎟⎞ ⎠
+
sin⎜⎛ ⎝
πk 8
⎟⎞ ⎠
−
2
cos⎜⎛ ⎝
πk 2
⎟⎞ ⎠
解：（1）因为 sin 2t 的周期为π ，而 sin πt 的周期为 2 。
显然，使方程
−∞
0
2-10 已知信号 f (t) 的波形如题 2-10 图所示，绘出下列信号的波形。
f (t)
2
1
−1 0
t 2
题 2-10 图
（3） f (5 − 3t) （7） f ′(t) 解：（3）将 f (t) 表示成如下的数学表达式
（5） f (t)u(1 − t)
由此得
⎧2
f
(t)
=
⎪ ⎨ ⎪ ⎩
f (t)u(1− t) 2
1
0.5
t
−1 0
1
（7）方法 1：几何法。由于 f (t) 的波形在 t = −1处有一个幅度为 2 的正跳变，所以 f ′(t) 在 此处会形成一个强度为 2 的冲激信号。同理，在 t = 0 处 f ′(t) 会形成一个强度为 1 的冲激信 号（方向向下，因为是负跳变），而在 0 < t < 2 的区间内有 f ′(t) = −0.5 （由 f (t) 的表达式可
第 1 页 共 27 页
《信号与系统》（陈后金等编）作业参考解答
（2）显然，该系统为非线性系统。 由于
T{f (t − t0 )}= Kf (t − t0 ) + f 2 (t − t0 ) = y(t − t0 )
信号与系统课后习题答案第4章
两边取拉氏逆变换，同样注意到系统初始状态为零，求得该系 统的微分方程描述为
(2) 依照系统方框图与信号流图表示之间的对应关系，分 别画出两系统的信号流图表示，如题解图2.23(c)、(d)所示。
108
第4章 连续信号与系统的S域分析
4.24 线性连续系统的信号流图分别如题图 4.9(a)、(b)所示, 求系统函数H(s)。
66
第4章 连续信号与系统的S域分析
解 本题分别用时域方法计算零输入响应，S域方法计算 零状态响应，然后叠加求得全响应。
(1) 因为
67
第4章 连续信号与系统的S域分析
代入初始条件: yzi(0－)=y(0－)=1, yzi′ (0－)=y′(0－)=1,求得c1=4, c2=－3。所以
又因为
68
题图 4.9
109
第4章 连续信号与系统的S域分析
110
第4章 连续信号与系统的S域分析
111
第4章 连续信号与系统的S域分析
4.25 已知线性连续系统的系统函数如下,用直接形式信号 流图模拟系统，画出系统的方框图。
112
第4章 连续信号与系统的S域分析
解 用直接形式信号流图、方框图模拟连续系统。
题解图 4.19
87
第4章 连续信号与系统的S域分析
88
第4章 连续信号与系统的S域分析
故有单位冲激响应:
89
第4章 连续信号与系统的S域分析
令式①中
再取拉氏逆变换，求得单位阶跃响应:
90
第4章 连续信号与系统的S域分析
4.20 题图4.5所示RLC系统，us(t)=12 V, L=1 H，C=1 F， R1=3 Ω, R2=2 Ω，R3=1 Ω。t＜0时电路已达稳态，t=0时开 关S闭合。求t≥0时电压u(t)的零输入响应、零状态响应和全 响应。
信号与系统课后习题答案(金波 华中科技大学出版社)
1-3 解 周期 T=7 ，一个周期的能量为 信号的功率为
P
E 56 8W T 7
1-5 解 (a) (3t 2 2) ( ) 4 (t ) ； (b) e
3t
t 2
(5 2t ) 0.5e 3t (t 2.5) 0.5e 7.5 (t 2.5)
2
1-10 已知一线性非时变系统，系统的初始状态为零，当输入信号为 f1 (t ) ，其输出信号为
y1 (t ) ，对应的波形如题图 1.10(a)(b)所示。试求： (a) 当输入信号为 f 2 (t ) 时，其波形如题图 1.15(c)所示，画出对应的输出 y 2 (t ) 的波形。 (b) 当输入信号为 f 3 (t ) 时，其波形如题图 1.10(d)所示，画出对应的输出 y 3 (t ) 的波形。
(b) 波形如图1.2(b)所示。显然是能量信号。
E 1 1 6 2 1 37 J
(c) 能量信号
E lim (e 5t ) 2 dt e 10t dt
T 0 0
T
1 10t e 0.1 J 10 0
(d) 功率信号，显然有
P 1W
习
基本练习题
题 一
1-1 判断下列信号是否是周期的，如果是周期的，求出它的基频和公共周期。 (a) f (t ) 4 3 sin(12 t ) sin(30 t ) ； (b) f (t ) cos(10 t ) cos(20 t ) ; (c) f (t ) cos(10 t ) cos(20t ) ; (d) f (t ) cos(2t ) 2 cos(2t
2
信号与系统课后习题答案第5章
y(k)=［2(－1)k+(k－2)(－2)k］ε(k)
76
第5章 离散信号与系统的时域分析
5.23 求下列差分方程所描述的离散系统的零输入响应、 零状态响应和全响应。
77
第5章 离散信号与系统的时域分析 78
第5章 离散信号与系统的时域分析
确定系统单位响应: 由H(E)极点r=－2, 写出零输入响应表示式: 将初始条件yzi(0)=0代入上式，确定c1=0, 故有yzi(k)=0。
题解图 5.6-1
16
第5章 离散信号与系统的时域分析
题解图 5.6-2
17
第5章 离散信号与系统的时域分析
因此
18
第5章 离散信号与系统的时域分析
5.7 各序列的图形如题图 5.2 所示，求下列卷积和。
题图 5.2
19
第5章 离散信号与系统的时域分析 20
第5章 离散信号与系统的时域分析 21
第5章 离散信号与系统的时域分析 46
第5章 离散信号与系统的时域分析
5.16 已知离散系统的差分方程(或传输算子)如下，试求各 系统的单位响应。
47
第5章 离散信号与系统的时域分析 48
由于
第5章 离散信号与系统的时域分析
49
第5章 离散信号与系统的时域分析
因此系统单位响应为
50
第5章 离散信号与系统的时域分析 51
5.21 已知LTI离散系统的单位响应为
试求： (1) 输入为
时的零状态响应yzs(k)； (2) 描述该系统的传输算子H(E)。
69
第5章 离散信号与系统的时域分析
解 (1) 由题意知: 先计算:
70
第5章 离散信号与系统的时域分析
【信号与系统（郑君里）课后答案】第三章习题解答
【信号与系统（郑君⾥）课后答案】第三章习题解答3-1 解题过程：（1）三⾓形式的傅⽴叶级数（Fourier Series ，以下简称 FS ）f ( t ) = a ++∞cos ( n ω t) + b sin ( n ω t ) a 0 ∑ n 1n 1 n =1式中ω1 =2π，n 为正整数，T 1 为信号周期T 11 t +T（a ）直流分量a 0 = 0 ∫ 1 f ( t ) dtT1 t2 t +T（b ）余弦分量的幅度a n = 0∫ 1f ( t ) cos ( n ω1t ) dtT1 t 02 t +T（c ）正弦分量的幅度b n = 0 ∫ 1f ( t ) sin ( n ω1t ) dtT 1 t（2）指数形式的傅⽴叶级数+∞f ( t ) = ∑ F ( n ω1 )e jn ω1tn == F ( n ω1 ) = 1 ∫t 0 +T 1f ( t ) e ? jn ω1t dt T 1 t 0F n =1( a n ? jb n ) F ? n = 1 ( a n + jb n ) 2 2由图 3-1 可知， f ( t ) 为奇函数，因⽽a 0 = a n = 0 4 Tb n = T ∫02= 2Eπ n4TE2EEf (t ) sin ( n ω t ) dt =sin ( n ω t ) dt = cos ( n ω t = 1 ? cos ( n π2T 1 ∫0 2 1 n t 1 n ) 1n = 2, 4,n = 1, 3,所以，三⾓形式的 FS 为2 E1 12π f ( t ) =sin ( ω1t ) +sin ( 3ω1t ) +sin ( 5ω1t ) +ω1 =π 3 5Tn = 0, ±2, ±4,F n = ? jb n jE=2 n = 0,± 1, ±3,n π1所以，指数形式的 FS 为f ( t ) = ? jE π ej ω1t+ πjE e ? j ω1t ? 3jE π e j 3ω1t + 3jEπ e ? j 3ω1t +3-15 分析：半波余弦脉冲的表达式 f ( t ) =πτ E cos t u t+ τ 2求 f ( t ) 的傅⽴叶变换有如下两种⽅法。
信号与系统课后习题参考答案.pdf
-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参考答案
信号与系统课后习题参考答案1试分别指出以下波形就是属于哪种信号？题图1-11-2试写出题1-1图中信号得函数表达式。
1-3已知信号与波形如题图1-3中所⽰,试作出下列各信号得波形图,并加以标注。
题图1-3⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼1-4已知信号与波形如题图1-4中所⽰,试作出下列各信号得波形图,并加以标注。
题图1-4⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼1-5已知信号得波形如题图1-5所⽰,试作出信号得波形图,并加以标注。
题图1-51-6试画出下列信号得波形图:⑴⑵⑶⑷1-7试画出下列信号得波形图:⑴⑵⑶⑷⑸⑹1-8试求出以下复变函数得模与幅⾓,并画出模与幅⾓得波形图。
⑴⑵⑶⑷1-9已知信号,求出下列信号,并画出它们得波形图。
1-10试作出下列波形得奇分量、偶分量与⾮零区间上得平均分量与交流分量。
题图1-101-11试求下列积分:⑴⑵⑶⑷⑸⑹1-12试求下列积分:⑴⑵⑴(均为常数)⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻1-14如题图1-14中已知⼀线性时不变系统当输⼊为时,响应为。
试做出当输⼊为时,响应得波形图。
题图1-14 1-15已知系统得信号流图如下,试写出各⾃系统得输⼊输出⽅程。
题图1-151-16已知系统⽅程如下,试分别画出她们得系统模拟框图。
⑴⑵⑶1-17已知⼀线性时不变系统⽆起始储能,当输⼊信号时,响应,试求出输⼊分别为与时得系统响应。
第⼆章习题2-1试计算下列各对信号得卷积积分:。
⑴(对与两种情况)⑵⑶⑷⑸⑹2-2试计算下列各对信号得卷积与:。
⑴(对与两种情况)⑵⑶⑷⑸⑹2-3试计算下图中各对信号得卷积积分:,并作出结果得图形。
题图2-32-4试计算下图中各对信号得卷积与:,并作出结果得图形。
题图2-42-5已知,试求:⑴⑵⑶2-7系统如题图2-7所⽰,试求系统得单位冲激响应。
已知其中各⼦系统得单位冲激响应分别为:题图2-72-8设已知LTI 系统得单位冲激响应,试求在激励作⽤下得零状态响应。
2-9⼀LTI 系统如题图2-9所⽰,由三个因果LTI ⼦系统级联⽽成,且已知系统得单位样值响应如图中。
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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。
1-8 解 各波形如题解图1-8所示。
1-9 解 (a) 线性非时变因果系统； (b) 非线性非时变因果系统；(c) 非线性时变因果系统； (d) 非线性非时变非因果系统。
1-11 解 (a) )1(]1[2)()1(2)()1(22----=---t e t e t y t t εε (b) ]4/)2(2cos[2)(π--=t t y(c) )(2)(2t e t y tε-=复习提高题1-12 解 (a) 周期信号，显然是功率信号。
42102)6/3(==⎰+t d e TP T t j πW(b) 波形为余弦脉冲。
显然是能量信号。
16245.02=⨯⨯=E J题解图1-8(c) 非能量非功率信号 ∞=E ，∞=P (d) 功率信号，显然有 1=P W1-13 解 周期T=7 ，一个周期波形可以看成矩形和三角形的叠加。
如题解图1.13。
其能量为 ⎰⎰∞∞-∞∞-++=++=dt t y t x E E dt t y t x t y t x E y x )]()([2)]()(2)()([223355212355=⨯⨯++= J 信号的功率为 35==T E P W1-14 解 (a) )3(2)3(2)(361-+-=t G t G t f ，可以看成三个矩形。
能量为 4824216241=⨯+⨯+⨯=E J(b) )3(2)3(2)(162-+-=t Q t G t f ，可以看成一个矩形和一个三角形相加。
能量为 67.34422122431642=⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=E J (c) )3(2)3(6)(133---=t Q t Q t f ，可以看成一个矩形和两个三角形相加。
能量为 33.53416312163=⨯⨯+⨯=E J1-15 各信号的波形如题解图1.15所示。
题解图1.131-16 解 (a) 1)]()([4cos -=-'⎰∞∞-dt t t t δδπ;(b) )2()2(])2()2([--+=--+⎰∞-t t dt t t t εεδδ(c) 8)4()4(632=-'-⎰-dt t t δ(d)⎩⎨⎧≠=-=--⎰∞∞-22)2()()2(x x x dt t x t δδδ1-18 解 各波形如题解图1.18所示。
1-19 解 (a) 非线性时变因果系统 (b) 线性非时变因果系统题解图1-18题解图1.151-20 解 (a) 线性时变因果系统 (b) 线性时变因果系统(c) 非线性时变因果系统 (d) 线性非时变因果系统 1-21 解 (a) 线性非时变因果系统 (b) 非线性非时变因果系统(c) 非线性非时变因果系统 (d) 线性非时变因果系统习 题 二 第二章习题解答基本练习题2-1 解 (a)系统的特征方程为0232=++λλ，得特征根2,121-=-=λλ。
所以方程的齐次解0,221>+=--t e C e C y tt h 。
(b)设特解为t p Be t y 3)(-=，代入方程中t t t t e Be Be Be 33334299----=+-，得2=B 。
方程的全解为0,2)(3221>++=---t e e C e C t y t t t ，将其代入初始条件4)0(',3)0(==y y 中，得⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧⇒=---=++111246232212121C C C C C C 所以系统的自由响应为 0,11122>-=--t e e y tt h ；受迫响应为 0,2)(3>=-t e t y t p ； 全响应为 0,21112)(32>+-=---t e e et y t t t。
(c)设系统的零输入响应为0,)(243>+=--t e C e C t y t t zi代入初始条件4)0(',3)0(==y y 中，有⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧⇒=--=+701423434343C C C C C C 所以 。
0,710)(2>-=--t e e t y tt zi(d)系统的零状态响应有齐次解和特解两部分，设。
0,2)(3265>++=---t e e C e C t y t t t zs 代入零初始条件0)0(',0)0(==y y 中，得⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧⇒=---=++426202656565C C C C C C 所以 。
0,242)(32>+-=---t e e e t y tt t zs可以看出，系统的应包括零输入响应和零状态响应的一部分。
2-2 解 系统的特征方程为2044212-==⇒=++λλλλ， 设系统的零输入响应0,)()(221>+=-t e t C C t y t zi代入初始条件2)0(',1)0(==y y 中，⎩⎨⎧==⎩⎨⎧⇒=+-=4122121211C C C C C 所以系统的零输入响应为 。
0,)41()(2>+=-t e t t y tzi2-3 解 (a))(3)(23)(2t e t h p p H t ε-=⇒+=， )()2323(3)()(202t e dt e d h t g t t tt εττ--∞--===⎰⎰。
(b))()()(21123)(2t e t t h p p p p H t εδ-+=⇒++=++=， )()2123()()()(202t e dt e t d h t g t t t t εεττ--∞--=+==⎰⎰。
(c) )()4()()(241112)(22t e e t t h p p p p p H t t εδ---+=⇒+-++=+=)()2()4()()()(202t e e dt e e t d h t g t t tt t tεεττ----∞--=-+==⎰⎰2-4 解 (a)当)()(t t f δ=时，电路的微分方程为 )()()(t t Ri dtt di Lδ=+， 转移算子 LR p L RLp p H +=+=11)(，所以 )(1)(t e Lt h tL R ε-=。
因为输入为冲激函数，所以系统的响应电流)(1)()(t e Lt h t i tL Rε-==。
而电感上的电压为)()()()(t e LR t dt t di L t u tL RL εδ--==。
(b)当)()(t t f ε=时，利用阶跃响应是冲激响应的积分关系得)()1(1][11)(0t e R eRd e Lt i t L RtLR LR tετττ----=-==⎰，)()()(t e dtt di L t u t L RL ε-==。
响应的波形如题解图2-4所示：2-5 解 各卷积波形图如题解图2-5所示：(a)当)()(t t f δ=时L 1)(t i tLR-)(t u L )1(01)(t u L 0R1)(t i (b)当)()(t t f ε=时题解图2-4(a)(b)2-6 解 )(')()()()(2)1(121t f t f t f t f t f *=*=-)2()()]2()([)()1(1--=--=⎰∞--t R t R dt t t t f tεε)4()2(3)2(2)('2-+--+=t t t t f δδδ所以 )4(4)2(3)(2)2(2)(-+---+=t R t R t R t R t f 将4,3,2===t t t 分别代入上式，可求得4)2(4)0(3)2(2)4(2)2(=-+--=R R R R f 1)1(4)1(3)3(2)5(2)3(=-+--=R R R R f 2)0(4)2(3)4(2)6(2)4(-=+--=R R R R f 。
2-7 解 卷积波形图如题解图2-7所示：2-8 解 )2(')2('*)()2(')()(--=--=-*=t f t t f t t f t y δδ)(t y 的波形如题解图2-8所示：)(t y t1242-题解图2-5(c)(d)题解图2-7(a)(b)2-9 解 )2(2)(3)2(2)()()(21-+++=*=t f t f t f t f t f t f ， 卷积的波形如题解图2-9所示：2-10 解 冲激响应是阶跃响应的导数，所以)()()()()()(t e t t e t e dtt dg t h t t t εδεδ----=-==。