信号与系统第三章习题
信号与线性系统分析-(吴大正-第四版)第三章习题答案

第三章习题3.1、试求序列k01(k)=2f ⎧⎪⎛⎫⎨ ⎪⎪⎝⎭⎩, 的差分(k)f ∆、(k)f ∇和i=-(i)kf ∞∑。
3.6、求下列差分方程所描述的LTI 离散系统的零输入相应、零状态响应和全响应。
1)()-2(-1)(),()2(),(-1)-1y k y k f k f k k y ε===3)()2(-1)(),()(34)(),(-1)-1y k y k f k f k k k y ε+==+= 5)1()2(-1)(-2)(),()3()(),(-1)3,(-2)-52k y k y k y k f k f k k y y ε++====3.8、求下列差分方程所描述的离散系统的单位序列响应。
2)()-(-2)()=y k y k f k5)()-4(-1)8(-2)()+=y k y k y k f k3.9、求图所示各系统的单位序列响应。
(a)(c)3.10、求图所示系统的单位序列响应。
3.11、各序列的图形如图所示,求下列卷积和。
(1)12()()f k f k *(2)23()()f k f k *(3)34()()f k f k *(4)[]213()-()()f k f k f k *3.13、求题3.9图所示各系统的阶跃响应。
3.14、求图所示系统的单位序列响应和阶跃响应。
3.15、若LTI 离散系统的阶跃响应()()()0.5k g k k ε=,求其单位序列响应。
3.16、如图所示系统,试求当激励分别为(1)()()f k k ε= (2)()()0.5()kf k k ε=时的零状态响应。
3.18、如图所示的离散系统由两个子系统级联组成,已知()1=2cos4k h k π,()()2=k h k k a ε,激励()()()=--1f k k a k δδ,求该系统的零状态响应()zs k y 。
(提示:利用卷积和的结合律和交换律,可以简化运算。
)3.22、如图所示的复合系统有三个子系统组成,它们的单位序列响应分别为()()1=h k k ε,()()2=-5h k k ε,求复合系统的单位序列响应。
奥本海姆《信号与系统》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(上册)-第3章 周期信号的傅里叶级

则
(1)弼 x(t)为实函数时,由亍 x(t)=x*(t),傅里叶级数系数一定是共轭对称的,即
(2)若 x(t)为实偶函数,那么它的傅里叶级数系数也为实偶函数。 (3)若 x(t)为实奇函数,那么它的傅里叶级数系数为纯虚奇函数。 7.连续时间周期信号的帕斯瓦尔定理 (1)连续时间周期信号的帕斯瓦尔定理:
8.连续时间傅里叶级数性质列表 表 3-1 连续时间傅里叶级数性质
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1.成谐波关系的复指数信号的线性组合 一般的周期序列的线性组合就有如下:
序列φk[n]只在 k 的 N 个相继值的匙间上是丌同的,因此上式的求和仅仅需要包括 N 项。 因此将求和限表示成 k=(N),即离散时间傅里叶级数为
三、傅里叶级数的收敛 连续时间信号的傅里叶级数收敛的条件——狄里赫利条件: 1.条件 1 在仸何周期内,x(t)必须绝对可积,即
这一条件保证了每一系数 ak 都是有限值。 2.条件 2 在仸意有限匙间内,x(t)具有有限个起伏发化;也就是说,在仸何单个周期内,x(t)的
最大值和最小值的数目有限。 3.条件 3 在 x(t)的仸何有限匙间内,只有有限个丌连续点,而丏在这些丌连续点上,函数是有限
则
(1)施加亍连续时间信号上的时间反转会导致其对应的傅里叶级数系数序列的时间反 转。
(2)若 x(t)为偶函数,则其傅里叶级数系数也为偶,若 x(t)为奇函数,则其傅里叶级 数系数也为奇。
4.时域尺度发换 时间尺度运算是直接加在 x(t)的每一次谐波分量上的,傅里叶系数仍是相同的。 x(αt)的傅里叶级数表示:
信号与系统王明泉第三章习题解答

(4)频域分析法分析系统;
(5)系统的无失真传输;
(6)理想低通滤波器;
(7)系统的物理可实现性;
3.3本章的内容摘要
3.3.1信号的正交分解
两个矢量 和 正交的条件是这两个矢量的点乘为零,即:
如果 和 为相互正交的单位矢量,则 和 就构成了一个二维矢量集,而且是二维空间的完备正交矢量集。也就是说,再也找不到另一个矢量 能满足 。在二维矢量空间中的任一矢量 可以精确地用两个正交矢量 和 的线性组合来表示,有
条件1:在一周期内,如果有间断点存在,则间断点的数目应是有限个。
条件2:在一周期内,极大值和极小值的数目应是有限个。
条件3:在一周期内,信号绝对可积,即
(5)周期信号频谱的特点
第一:离散性,此频谱由不连续的谱线组成,每一条谱线代表一个正弦分量,所以此谱称为不连续谱或离散谱。
第二:谐波性,此频谱的每一条谱线只能出现在基波频率 的整数倍频率上。
(a)周期、连续频谱; (b)周期、离散频谱;
(c)连续、非周期频谱; (d)离散、非周期频谱。
答案:(d)
题7、 的傅里叶变换为
答案:
分析:该题为典型信号的调制形式
题8、 的傅里叶变换为
答案:
分析:根据时移和频移性质即可获得
题9、已知信号 如图所示,且其傅里叶变换为
试确定:
(1)
(2)
(3)
解:
(1)将 向左平移一个单位得到
对于奇谐函数,满足 ,当 为偶数时, , ;当 为奇数时, , ,即半波像对称函数的傅里叶级数展开式中只含奇次谐波而不含偶次谐波项。
(4)周期信号傅里叶级数的近似与傅里叶级数的收敛性
一般来说,任意周期函数表示为傅里叶级数时需要无限多项才能完全逼近原函数。但在实际应用中,经常采用有限项级数来代替无限项级数。无穷项与有限项误差平方的平均值定义为均方误差,即 。式中, , 。研究表明, 越大, 越小,当 时, 。
信号与系统第三章习题部分参考答案

(7) (1 − t) f (1 − t) ;
(2) [1 + m f (t)]cosω0 t
(4) (t + 2) f (t); ( ) (6) e− jω0 t df t
dt
(8) f (t)∗ f (t − 3);
t
(9) ∫τ f (τ )dτ −∞
1−t / 2
(11) ∫ f (τ )dτ −∞
2π (sin π t )2 ↔ 2π (1− ⎜w⎜)[ε(w + 2π ) − ε(w − 2π )]
πt
2π
即 (sin π t )2 ↔ (1− ⎜w⎜)[ε(ω + 2π ) − ε(w − 2π )]
πt
2π
(3)双边指数信号
∵ e−a⎜t⎜
↔
2a a2 + w2
(−∞
<
t
<
+∞)
∴ 2a a2 + w2
(13) f (t)∗ Sa(2t) (15) t df (1 − t)
dt
t+5
(10) ∫ f (τ )dτ −∞
(12) df (t) + f (3t ) − 2 e− jt ;
dt
(14) f (t) u(t)
(16) (t − 2) f (t)e j2(t−3)
解:(1) f 2 (t) + f (t) = f (t). f (t) + f (t) ↔ 1 [F (w}* F (w)] + F (w)
又 f (t) = 2 + cos⎜⎛ 2πt ⎟⎞ + 4sin⎜⎛ 5πt ⎟⎞
⎝3⎠
信号与系统练习题——第1-3章

信号与系统练习题——第1-3章信号与系统练习题(第1-3章)一、选择题1、下列信号的分类方法不正确的是(A )A 、数字信号和离散信号B 、确定信号和随机信号C 、周期信号和非周期信号D 、连续信号和离散信号2、下列离散序列中,哪个不是周期序列? (D )A 、165()3cos()512f k k ππ=+ B 、2211()5cos()712f k k ππ=+ C 、33()9sin()5f k k π= D 、433()7sin()45f k k π=+ 3、下列哪一个信号是周期性的?(C )。
A 、()3cos 2sin f t t t π=+;B 、()cos()()f t t t πε=;C 、()sin()76f k k ππ=+; D 、1()cos()53f k k π=+。
4、周期信号()sin6cos9f t t t =+的周期为(D )A 、πB 、2πC 、12π D 、23π5、周期信号()sin3cos f t t t π=+的周期为(C )。
A 、πB 、2πC 、无周期D 、13π 6、以下序列中,周期为5的是(D ) A. 3()cos()58f k k π=+ B. 3()sin()58f k k π=+ C. 2()58()j k f k eπ+= D. 2()58()j k f k e ππ+=7、下列说法正确的是(D )A 、两个周期信号()x t ,()y t 的和信号()()x t y t +一定是周期信号B 、两个周期信号()x t ,()y t 的周期分别为2()()x t y t +是周期信号C 、两个周期信号()x t ,()y t 的周期分别为2和π,则信号()()x t y t +是周期信号D 、两个周期信号()x t ,()y t 的周期分别为2和3,则信号()()x t y t +是周期信号8、下列说法不正确的是(A )A 、两个连续周期信号的和一定是连续周期信号B 、两个离散周期信号的和一定是离散周期信号C 、连续信号()sin(),(,)f t t t ω=∈-∞+∞一定是周期信号D 、两个连续周期信号()x t ,()y t 的周期分别为2和3,则信号()()x t y t +是周期信号9、(52)f t -是如下运算的结果(C )A 、(2)f t -右移5B 、(2)f t -左移5C 、(2)f t -右移25 D 、(2)f t -左移25 10、将信号()f t 变换为(A )称为对信号()f t 的平移。
《信号与系统(第四版)》习题详解图文

故f(t)与{c0, c1, …, cN}一一对应。
7
3.3 设
第3章 连续信号与系统的频域分析
试问函数组{ξ1(t),ξ2(t),ξ3(t),ξ4(t)}在(0,4)区间上是否 为正交函数组,是否为归一化正交函数组,是否为完备正交函 数组,并用它们的线性组合精确地表示题图 3.2 所示函数f(t)。
题图 3.10
51
第3章 连续信号与系统的频域分析 52
第3章 连续信号与系统的频域分析 53
第3章 连续信号与系统的频域分析 54
第3章 连续信号与系统的频域分析 55
第3章 连续信号与系统的频域分析 56
第3章 连续信号与系统的频域分析 57
第3章 连续信号与系统的频域分析
题解图 3.19-1
8
第3章 连续信号与系统的频域分析
题图 3.2
9
第3章 连续信号与系统的频域分析
解 据ξi(t)的定义式可知ξ1(t)、ξ2(t)、ξ3(t)、ξ4(t)的波形如题 解图3.3-1所示。
题解图 3.3-1
10
不难得到:
第3章 连续信号与系统的频域分析
可知在(0,4)区间ξi(t)为归一化正交函数集,从而有
激励信号为f(t)。试证明系统的响应y(t)=-f(t)。
69
证 因为
第3章 连续信号与系统的频域分析
所以
即
70
系统函数
第3章 连续信号与系统的频域分析
故
因此
71
第3章 连续信号与系统的频域分析
3.23 设f(t)的傅里叶变换为F(jω),且 试在K≥ωm条件下化简下式:
72
第3章 连续信号与系统的频域分析 73
107
信号与系统习题三
3-1判断下列信号是周期信号还是非周期信号,若是周期信号,试求出其周期。
(1).t t 6cos 4sin +(2).2)(sin t π(3).)1(sin -πt3-2.周期信号)38cos(2)65sin(cos 3)(π--π-+=t t t t f ,试分别画出此信号的单边、双边幅度频谱和相位频谱图。
3-3.已知)()(ω↔F t f ,求↔-)26(t f3-4.求下列信号的傅氏反变换。
(1)ωπ-ωε-+ωε5cos )]5()5([ (2)1)1sin(1)1sin(-ω-ω++ω+ω (3)2sin ωω-j3-5.已知)()(ωF t f ↔,求下列信号的傅氏变换:(1))2(t tf (2))()2(t f t -(3))2()2(t f t -- (4)dt t df t )( (5))1(t f - (6))1()1(t f t -- (7))52(-t f3-6.已知ττωd f t f F t f t )]1(2[)(),()(1211-=↔⎰∞-,求↔)(2t f3-6求下列函数的的傅氏变换。
)(a 、t t f 1)(1=,)(b 、t t f =)(2,)(c 、)()(3t t t f ε=,)(d 、t t f =)(4 3-7利用傅氏变换的性质,求下列谱函数的傅氏变换。
)(a 、)(0ωωδ-,)(b 、)(2ωε3-8已知某系统函数65)(2++-=ωωωωj j H ,输入)()(t e t x tε-=,试求系统的零状态响应,并指出响应中的强制分量和自然分量。
3-9.若系统函数11)(+=ωωj H ,激励为周期信号t t t e 3sin sin )(+=。
试求零状态响应)(t y ,并讨论经传输是否引起失真。
3-10.理想高通滤波器的系统函数为⎪⎩⎪⎨⎧<>=-cc t jde H ωωωωωω0)(,其中c ω为截止角频率,d t 为延迟时间。
信号与系统第三章习题课3
(1) ℱ[ ]=
(2) ℱ[ ]-2ℱ[ ]
(3) ℱ[ ]-2ℱ[ ]
(4)
14.求图3-9所示梯形脉冲的傅里叶变换,并大致画出 情况下该脉冲的频谱图。
解:①利用线性性质
ℱ[ ]-ℱ[ ]
②利用时域卷积定理
令 , ,其中
则
ℱ[ ]ℱ[ ]
③利用时域积分性质
令 则
另外,求得一阶导数后,也可直接利用积分性质求解:
(4)
(5)因为
8.试分别利用下列几种方法证明 。
(1)利用符号函数 ;
(2)利用矩形脉冲取极限 ;
(3)利用积分定理 ;
(4)利用单边指数函数取极限 。
证明:(1)略
(2)
(3)略
(4)
9.若 的傅里叶变换为
,如图3-7所示,求 并画图。
解:
10.已知信号 , 的波形如图3-8(a)所示,若有信号 的波形如图3-8(b)所示。求 。
,
④当 时,
15.已知阶跃函数的傅里叶变换为 ;正弦、余弦函数的傅里叶变换为 ; 。求单边正弦 和单边余弦 的傅里叶变换。
解:同Biblioteka 可求:16.求 的傅里叶逆变换。
解: ,
另一种解法:
17.求信号 的傅氏变换。
解:信号周期为:
则 ,
18.信号 ,若对其进行冲激取样,求使频谱不发生混叠的最低取样频率 。
第三章习题
1.图3-1给出冲激序列 。求 的指数傅里叶级数和三角傅里叶级数。
解:
, ,因为偶函数
,上述
2.利用1题的结果求图3-2所示三角波 的三角傅里叶级数。
解:
①利用1题的结果求解:
令
则
,所以
信号与系统第三章习题答案
d (t - 1) « e- jw
\ e-2( t -1)d (t - 1) « e- jw
(8) U (t ) - U (t - 3) Q 根据傅里叶变换的线性性质可得: 1 U (t ) « p d (w ) + jw 1 U (t - 3) « e - j 3w (p d (w ) + ) jw \ U (t ) - U (t - 3) « ( 1- e - j 3w )(p d (w ) + 1 ) jw
U (t - 1) « e - jw (pd (w ) +
t 1 U ( - 1) « 2e - j 2w (pd (2w ) + ) 2 j 2w Q d (aw ) = 1 d (w ) a
\ 2e- j 2wpd (2w ) = 2pd (2w )w =0 = pd (w ) \ 2e - j 2w (pd (2w ) +
e - jtd (t - 2 ) « e - j 2(w +1)
(6) e -2( t -1)d (t - 1) Q 根据傅里叶变换的性质 f (t ± t0 ) « e ± jwt0 F ( jw ) 可得: e -2( t -1)d (t - 1) = d (t - 1) d (t ) « 1 (t = 1)
d F ( jw ) - 2 F ( jw ) dw
y ''(t ) + 4 y '(t ) + 3 y (t ) = f (t ) y ''(t ) + 5 y '(t ) + 6 y (t ) = f '(t ) + f (t )
(1) 求系统的频率响应 H(jw)和冲激响应 h(t) ; (2) 若激励 f (t ) = e-2tU (t ) ,求系统的零状态响应 y f (t ) 。 解: 方程 1:
信号与系统王明泉科学出版社第三章习题解答
左右对t求导,得:
显然, 的指数傅里叶级数为 (式中 )
3.9求题图3.9所示各信号的傅里叶变换。
题图3.9
解:根据定义
3.10计算下列每个信号的傅里叶变换。
(1) ;(2) ;
(3) ;(4)
(5) ;(6)
解: (1)
(2)
(3)由于
根据卷积乘积性质,得
(4)由于
所以
(5) ,设
第3章傅里叶变换与连续系统的频域分析
3.6本章习题全解
3.1证明函数集 在区间 内是正交函数集。
证明:对任意的自然数n,m (n m),有
=0
证毕
3.2一个由正弦信号合成的信号由下面的等式给出:
(1)画出这个信号的频谱图,表明每个频率成分的复数值。对于每个频率的复振幅,将其实部和虚部分开或者将其幅度和相位分开来画。
图3-19-3
3.21用傅里叶变换法求题图3.21所示周期信号 的傅里叶级数。
题图3.21
解:对x(t)一个周期信号x0(t)的傅里叶变换为
X0(j )=
=
傅里叶级数
3.22求题图3.22所示周期性冲激信号的频谱函数。
题图321-1
3.23已知 的幅频与相频特性如题图3.23所示,求其傅里叶逆变换 。
(a)(b)
题图3.12
解:令傅里叶变换对 ,
(1)根据已知图形可知:
,
已知有
所以
根据傅里叶变换的微积分性质
所以
即
(2) ,
根据(1)的结论得
根据傅里叶变换的微积分性质
所以
即
3.13利用傅里叶变换的对称性求下列信号的频谱函数。
(1) ;(2) ;
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一填空(30)
1、=−−)2(*)1(k k εε
2、 ∑−∞
==−δk n n )2(
3、
∑∞−∞
==−+−k k k k )1()54(2δ4、卷积和的定义=)(*)(21k f k f
5、任一序列与单位样值序列信号)(k f )(k δ的关系为
6、已知两个序列分别为)()3
1()(1k k f k ε=,)3()()(2−−=k k k f εε,,则, =
)(*)()(21k f k f k s ==)2(s )4(s 7、 f (k )﹡δ(k ) =
8、 f (k )﹡δ(k – ) = 0k
9、()()1−−k k εε=
10、=)(*)(k k εε
12=
13.()()43−∗−k k εε求:=
14设f 1(k )=e -k ε( k ),f 2(k )=ε(k ), f 1(k )*f 2(k )=
15. 已知序列x (k )=(3)-k ε(k ) ,y (k )=1, -∞<k <∞,求= )(*)(k y k x 16,,)()5.0()(1k k f k ε=1)(2=k f ∞<<∞−k ,则=)(*)(21k f k f 17,)()5.0()(1k k f k ε=)()(2k k f ε=,∞<<∞−k ,则 =)(*)(21k f k f
18 f(k)﹡δ(k–
5) = 19 f (k )﹡δ(k – 7) =
6单位阶跃序列与单位取样序列的关系为
20()()23−∗−k k εε求:=
21 ()(47−)∗−k k εε求:=
22 f (k )﹡δ(5) =
23 f (k )﹡δ(7) =
24.
∑∞−∞==−+−k k k k
)1()64(2δ
25
∑∞−∞==−+−k k k k )2()54(2δ
二选择(20)
1 )2(*)3(−+k k x δ的正确结果是()
A )2()5(−k x δ
B )2()1(−k x δ
C )1(+k x
D )5(+k x
2 序列和等于()
)2(2−∑−∞=i k
i i δA 1 B 4 C )(4k ε D )2(4−k ε
3序列和
等于() ∑∞
−∞=k k )(δA 1 B ∞ C )(k ε D )()1(k k ε+ 4.)(4
cos n k δπ等于() A )(n δ B 21
C 4cos
πk D
4
πk
6. 系统的冲激响应与()
A 输入激励信号有关
B 系统结构有关
C 冲激响应强度有关
D 产生冲激时刻有关
5.=)(*)(n n εε( )
A )(n n ε
B
)(2n n εC )()1(n n ε+
D )()1(n n ε−
7. 若,则 等于( )
)(*)()(t h t x t y =)2(*)2(t h t x A )2(2
1t y B )4(4
1t y C )2(4
1t y D )4(2
1t y 8. 线性系统响应的分解特性满足一下规律()
A 一般情况下,零状态响应与系统特性无关
B 若系统的激励信号为零,则系统的零输入响应与强迫响应相等
C 若系统的初始状态为零,则系统的输入响应与自由响应相等
D 若系统的零状态响应为零,则强迫响应也为零
9. 一个离散时间LTI 系统,其输入和单位冲激响应分别为
,,则的结果是()
)(n x )(n h )()(n a n x n ε=)()(n a n h n ε=)(*)(n h n x A a
n a n n −+1)()1(ε B
)()1(n a n n ε+
C n a
(+
n)1
(n
na nε
D )
10.f(k)﹡δ(3) =
A 1
B 0
C f(3)
D f(0)。