cos(nt)(n为正整数).
《信号与系统引论》郑君里版第一章课后答案
1-1分别判断图1-1所示各波形是连续时间信号还是离散时间信号,若是离散时间信号是否为数字信号?第L f (t)N0 ■(a) t只取1, 2, 3, 4值4321(b)iL f (t) 只取1, 2, 3值3, ! H I2I h I i10 1 2 3 4 5 6 7 8 t(C)1 I只取0,P11值___________________ k.0 12345678 n"1L f (t)h■-0 1 2 3 4 5 6 7 8 t(d)X (n)只取-1, 1值14 5 6 8 ■0 1 2 3 7 n r -1 4 JI-(f)申X(n)图1-2解信号分类如下:(a ) 连续信号(模拟信号); (b ) 连续(量化)信号; (C )离散信号,数字信号; (d ) 离散信号;(e ) 离散信号,数字信号; (f ) 离散信号,数字信号。
1-2分别判断下列各函数式属于何种信号?(重复 1-1题所示问) (1) e at Sin ( t ); (2) e nτ ; (3) cos (n );(4) Sin (n 。
)(。
为任意值); (5) I 2。
2解由1-1题的分析可知: (1) 连续信号; (2) 离散信号;(3) 离散信号,数字信号; (4) 离散信号; (5) 离散信号。
1-3分别求下列各周期信号的周期T : (1) COs (Iot ) cos (30t ); (2) e j10t ; (3) [5sin (8t )]2 ;(4) ( 1)n u (t nT ) u (t nT T )( n 为整数)。
n 0解判断一个包含有多个不同频率分量的复合信号是否为一个周期信号,需要考察 各分量信号的周期是否存在公倍数,若存在,则该复合信号的周期极为此公倍数; 若不存在,信号离散模拟:幅值、时间均连 量化:幅值离散,时间 续(例见图1 2( a ))抽样 数字 时间离散,幅值 幅值、时间均离 连续(例见图1 连续(例见图1囂)图1-1所示信号分别为 散(例见图1 2( d ))则该复合信号为非周期信号。
复变函数与积分变换第一章习题解答
。
n
2) R(
3) 事实上
罕 P(z) =X+iY=X- i Y; 可 = 霄芦 (因)
P(z)
立 +a,, P( 司=a。了"+a1 产+···+a,
4
l 3. 如果 z =e;r, 试证明
1 (1) z" +— = 2cosnt ; n z
II
·+anz n = 页 =a +a1 z+a产 +··
习题 一 解答
1. 求下列复数的实部与虚部 、 共辄复数 、 模与辐角 。
(l)
解 所以
(1)
3+2i
1
(2)
-:--—
1
3+2i
1
3�2i
言, 叫卢}飞, 2 =�(言) +(-卢『 = =卢
(3+2i), ImL : 2J
=-
1 =—(32i) (3+2iX3-2i) 13
3-2i
1
1- 1
3i
(2)
(1+i)6;
J�(2e一气 �32e一l坛"
( 3) 划 ;
1 一3
l I 、 i
=32[cos(-子 )+isin(-子)]=-16"3-16i
(2)
(I+i)'= [ �(i+i )J
=(高冗/4)6 = 8e31ri12 = -8i。 .J3
2
) 4 (
(3)
卢= (ei1t+2k于= eirr (2k+l)/6,k = 0,1,2,3,4,5 。
《复变函数》(西安交大 第四版)第7章 拉普拉斯变换
当 f (t)在一个周期上连续或分段连续时,则有
ℒ
f
(t)
1
1 es
T
T f (t)es tdt
0
这是求周期函数拉氏变换公式
例8 设f (t)是以2 为周期的函数,且在一个
周期内 的表达式 为f (t)
cos
0
t
0
t t
2
求: ℒ f (t)
est dt
k
k2
sin k t estdt
0
s2 s2 0
所以
sin
k
t
s2
k
k2
Res 0
即
k sin kt s2 k 2 (Re(s) 0)
同理可得
cos kt
s s2 k2
(Re(s) 0)
如
ℒ
sin
2t
s2
2
4
Res 0
ℒ
cos
3t
s2
s
9
Res 0
例7 求: f (t) e t (t) e tu(t) ( 0)
函数可写为 F(s) f (t) estdt 0
我们称上式为函数 f (t)的拉普拉斯变换式 ,记做
F (s) ℒ f (t)
F(s) 叫做 f (t) 的拉氏变换,象函数.
f (t) 叫做 F(s) 的拉氏逆变换,象原函数,f (t) =ℒ 1 F(s)
7.1.2 拉普拉斯变换存在定理
d ds
s2
s
k
2
s2 k2 s2 k2 2
例13 求: f (t) te t cos t 的Laplace变换。
信号及其带宽
1 2P
函数系数中的 P 与信号振幅相关,为便于观察,此处建议设为一整型常数,比如 2。
实验步骤
1、 启动 MATLAB,新建一个程序脚本,在编辑调试窗口编程。 2、 程序使用 plot 绘图命令在−π至π区间绘制上面的三个正弦波形,设 n 分别为-4、
0 和 2。 3、 将写好的程序脚本保存到工作区,然后选择 File 菜单的 Run Script 命令项装入该
实验报告 将观察到的结论写成实验报告,并将程序脚本作为报告的组成部分一并上交。 实验报告可以使用电子文挡,用邮件递交。 实验报告的基本格式如下:
实验一: 解释 n 对于基本正弦函数的影响:
信号波形的频率 n = -1 n=3 n=0
实验二: 说明模拟信号带宽对方波的影响和对数字数据速率的决定作用
对去除几个低的次谐波后波形出现的现象进行的解释
欲获得该 MATLAB 软件包的 Windows 版本(5.3 完全版),可点击任课教师教学主页 的“工具下载”选项,见到相应页面后即可下载。(软件尽管进行了压缩,仍然有 400 余 兆之巨,如果下载困难,可提供光盘给年级长和课代表,需要安装者可向其借用。)如果 需要 UNIX 版本,可去学校的名为 nju 的匿名 FTP 站点去下载。
实验过程 练习一 数学背景知识
任意周期连续函数都可通过将若干具有常数倍关系的正弦函数叠加在一起来近似地表 示。所得到的函数被称为所叠加的各函数的线性组合。
复变函数(第四版)课后习题答案
(3 + 4i )(2 − 5i ) = 5
2i
29 , 2
26 ⎡ (3 + 4 i )(2 − 5 i ) ⎤ ⎡ (3 + 4 i )(2 − 5 i ) ⎤ = arg ⎢ Arg ⎢ + 2kπ = 2 arctan − π + 2kπ ⎥ ⎥ 2i 2i 7 ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ = arctan 26 + (2k − 1)π , 7 k = 0,±1,±2, " .
{
}
{
}
Arg i8 − 4i 21 + i = arg i8 − 4i 21 + i + 2kπ = arg(1 − 3i ) + 2kπ
(
)
(
)
= −arctan3 + 2kπ 2.如果等式 解:由于
k = 0,±1,±2, ".
x + 1 + i(y − 3) = 1 + i 成立,试求实数 x, y 为何值。 5 + 3i x + 1 + i(y − 3) [x + 1 + i(y − 3)](5 − 3i ) = 5 + 3i (5 + 3i )(5 − 3i ) =
2 2
= ( z1 + z2 )( z1 + z2 ) + ( z1 − z2 )( z1 − z2 ) = 2( z1 z1 + z2 z2 )几何意义平行四边形的对角线长度平方的和等于四个边的平方的和。 12.证明下列各题: 1)任何有理分式函数 R ( z ) =
2 2
1 ; 3 + 2i
1 3i (2) − ; i 1− i
答案(师兄做的)-第4章-傅里叶分析解--傅里叶分析解析765
01 函数正交的概念 P116函数f(t),g(t)在[0, 2]内正交,请写出二者关系的数学表达式 。
解⎰=20)()(dt t g t f的关系是:与)内,信号在区间(t j ππ3t j200e e 2t ,t +解 令22=Ω=πT ,则π=Ω,t j t j e e Ω=22π,t j t j e e Ω=33π,因为t j e Ω3,t j e Ω2是复数集}{t jn e Ω里的不相等的两个元素,故正交02 函数正交的概念P116-118已知区间(t1,t2)上的正交函数集: {ϕ 1(t), ϕ 2(t),…, ϕ n(t)}现对函数f (t)在该区间内作近似分解: f (t)≈C 1ϕ1+ C 2ϕ2+…+ C n ϕn若采用最小均方误差准则,请写出系数Cn 的表达式: 解⎰⎰=12212*)()()(t t nt t n ndtt dt t t f c ϕϕ03 帕萨瓦尔(Parseval )公式P119信号f(t)在[0, 8]内可分解为:)t 0.2cos()t 0.5cos(1(t)6284ππππ++++=f则信号能量:⎰=82|)(|dt t f解信号)(t f 为一个电流或电压信号,则2|)(|t f 就相当于平均电压的平方除(或平均电流的平方乘)一个Ω1的电阻,得到的就是信号的平均功率。
那么信号能量⎰82|)(|dt t f 就相当于信号的功率乘以这一段时间。
而信号又可以分解为多个基的和。
即用基的平均功率乘时间便可求得信号能量。
16.98)22.0(8)25.0(81|)(|22282=⨯+⨯+⨯=⎰dt t f04 周期信号的三角型傅里叶级数展开P120p121 例题4.2-1解05 周期信号的指数型傅里叶级数展开P126-127p201 4.7题(a)题解06 三角型与指数型傅里叶级数关系P128某周期信号作三角型傅里叶级数分解为:)3sin()3cos(3)sin(3)cos(33)(t t t t t f Ω+Ω+Ω+Ω+=请写出其指数型傅里叶级数。
《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
信号与系统知识要点
《信号与系统》知识要点第一章 信号与系统1、 周期信号的判断 (1)连续信号思路:两个周期信号()x t 和()y t 的周期分别为1T 和2T ,如果1122T N T N =为有理数(不可约),则所其和信号()()x t y t +为周期信号,且周期为1T 和2T 的最小公倍数,即2112T N T N T ==。
(2)离散信号思路:离散余弦信号0cos n ω(或0sin n ω)不一定是周期的,当 ①2πω为整数时,周期02N πω=;②122N N πω=为有理数(不可约)时,周期1N N =; ③2πω为无理数时,为非周期序列注意:和信号周期的判断同连续信号的情况。
2、能量信号与功率信号的判断 (1)定义连续信号 离散信号信号能量:2|()|k E f k ∞=-∞=∑信号功率: def2221lim ()d T T T P f t t T →∞-=⎰ /22/21lim|()|N N k N P f k N →∞=-=∑⎰∞∞-=t t f E d )(2def(2)判断方法能量信号: P=0E <∞, 功率信号: P E=<∞∞, (3)一般规律①一般周期信号为功率信号;②时限信号(仅在有限时间区间不为零的非周期信号)为能量信号;③还有一些非周期信号,也是非能量信号。
例如:ε(t )是功率信号; t ε(t )3、典型信号① 指数信号: ()at f t Ke =,a ∈R② 正弦信号: ()sin()f t K t ωθ=+tt4、信号的基本运算 1) 两信号的相加和相乘 2) 信号的时间变化 a) 反转: ()()f t f t →- b) 平移: 0()()f t f t t →± c)尺度变换: ()()f t f at →3) 信号的微分和积分注意:带跳变点的分段信号的导数,必含有冲激函数,其跳变幅度就是冲激函数的强度。
正跳变对应着正冲激;负跳变对应着负冲激。
4.2拉普拉斯变换的定义收敛域
e2 etest dt e2 LT [et ] 1 e2
0
s 1
8
4.3 拉氏变换的基本性质
properties of Laplace transform
一、线性(叠加)
superposition property
若LT[ f1(t)] F1(s), LT[ f2 (t)] F2(s) 则: LT[k1 f1(t) k2 f2 (t)] k1F1(s) k2F2 (s)
F (s)ds
t
s
complex frequency domain ~
18
若 : LT[ f (t)] F (s),
则: LT[
t
f
( )d ]
1 s
F(s)
1 s
f
(1) (0 )
其中: f (1) (0 )
0 f ( )d
t
LT[u(t)] LT[ ( )d ]
1 LT[ (t)] 1 0 ( )d
f (t) 1
2
F1()ete jt d
1
2
F1
()e(
j
)t
d
1
j
F
(
s)est
ds
2j j
s j d 1 ds
j
1
单边拉普拉斯变换对
F (s) LT [ f (t)] f (t)estdt 0
象函数
transform function
f (t) LT 1[F (s)] 1
LT[t n2 ]
n! sn
LT[1]
n! s n1
LT[t n ]
n! s n1
LT[t]
1 s2
LT[u(t)] LT[1] 1 s
信号与线性系统 第19讲
t
s0
极点要求说明: 为了保证 lim x(t)存在
t
(1)如果有极点落在S右半平面, x(t)
(2)如果有极点落在虚轴上, x(t) 等幅振荡 (3)如果原点处极点为重极点, x(t) 随时间增长的函数
例:
已知X (s) 1 , a 求x()
sa
x(t) eatu(t)
0
x()
L[tu(t)] 1
s2
( 0) ( 0)
L[ (t)] (t)estdt = 1
收敛域:整个s平面
第三节 双边拉普拉斯变换的性质
1 线性:
x1(t) X1(s)
x2(t) X2(s)
R1 , R2
例:
a x1(t) b x2(t) a X1(s) b X2(s)
收敛域:公共部分 R1 R2
2 延时(时域平移):
x(t) X (s)
例:
x(t t0 ) X (s)est0 收敛域不变
x(t) 1
Tt
x(t) u(t) u(t T)
X (s) 1 1 esT ss
收敛域:整个s平面
结论:时限信号的拉普拉斯的收敛域为整个s平面
3 复频域平移: x(t) X (s)
x(t)es0t X (s s0 )
e(s2)t s2
0
1 s2
收敛域: 2
j
2
S平面
x(t) e2tu(t) 1 s2
x(t) e2tu(t) 1 s2
( 2)
( 2)
例3:求下面双边信号的拉氏变换及收敛区
域 x(t ) e2|t|
0
X (s) x(t)estdt e2t estdt e2t estdt
郑君里《信号与系统》(第3版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(1-2章)【圣才出品】
第1章绪论
1.1复习笔记
本章作为《信号与系统》的开篇章节,是整个信号与系统学习的基础。
本章介绍了有关信号与系统的基本概念和术语,给出几种典型的信号和系统的表现形式,讲述了各信号与系统的特点以及信号之间的运算和转换。
通过本章学习,读者应掌握:如何判断信号类型、不同信号之间的运算、信号的分解以及系统类型的判断。
一、信号概述
1.信号的概念及分类(见表1-1-1)
表1-1-1信号的概念及分类
2.典型的连续信号(见表1-1-2)
表1-1-2典型的信号及表示形式
3.信号的运算(见表1-1-3)
表1-1-3信号的运算
4.阶跃函数和冲激函数
阶跃信号和冲激信号是信号与系统中最基础的两种信号,许多复杂信号皆可由二者或二者的线性组合表示。
具体见表1-1-4及表1-1-5。
(1)单位阶跃信号u(t)
表1-1-4单位阶跃信号u(t)
(2)单位冲激信号δ(t)
表1-1-5单位冲激信号δ(t)表示形式及性质
5.信号的分解
一个一般信号根据不同类型可分解为以下几种分量,具体见表1-1-6。
表1-1-6信号的分解
二、系统
1.系统概念及分类(见表1-1-7)
表1-1-7系统的概念及分类
系统模型如下:
输入信号经过不同系统可得到不同输出信号,具体见表1-1-8。
表1-1-8不同系统特性
1.2课后习题详解
1-1分别判断图1-2-1所示各波形是连续时间信号还是离散时间信号,若是离散时间信号是否为数字信号?
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)。
三角函数微分公式
三角函数微分公式基本函數函數英語簡寫關係正弦Sine sin餘弦Cosine cos正切Tangent tan(或 tg)餘切Cotangent cot(或 ctg、ctn)正割Secant sec餘割Cosecant csc(或 cosec)[編輯] 少用函數除六個基本函數,歷史上還有下面六個函數:正矢餘矢半正矢半餘矢外正割外餘割[編輯] 歷史隨著認識到相似三角形在它們的邊之間保持相同的比率,就有了在三角形的邊的長度和三角形的角之間應當有某種標準的對應的想法。
就是說對於任何相似三角形,(比如)斜邊和剩下的兩個邊的比率都是相同的。
如果斜邊變為兩倍長,其他邊也要變為兩倍長。
三角函數表達的就是這些比率。
研究三角函數的有尼西亞的喜帕恰斯(公元前180-125年)、埃及的托勒密(公元90-180年)、Aryabhata(公元476-550年),Varahamihira、婆羅摩笈多、花拉子密、Abū al-Wafā' al-Būzjānī、歐瑪爾·海亞姆、婆什迦羅第二、Nasir al-Din al-Tusi、Ghiyath al-Kashi(14世紀)、Ulugh Beg(14世紀)、約翰·繆勒(1464)、Rheticus和 Rheticus 的學生 Valentin Otho。
Madhava of Sangamagramma(約1400年)以無窮級數的方式做了三角函數的分析的早期研究。
歐拉的《無窮微量解析入門》(Introductio in Analysin Infinitorum)(1748年)對建立三角函數在歐洲的分析處理做了最主要的貢獻,他定義三角函數為無窮級數,並表述了歐拉公式,還有使用接近現代的簡寫sin.、cos.、tang.、cot.、sec.和cosec.。
[編輯] 直角三角定義[編輯] 直角三角形中a, b, h 為角A的對邊、鄰邊和斜邊在直角三角形中僅有銳角三角函數的定義。
信号与系统(郑君里)课后答案 第六章习题解答
6-1 解题过程:图6-5所示的矩形波如解图所示,它表示为()()()1012πππ+<<⎧⎪=⎨−<<⎪⎩t f t t在[]0,2π内()()()()()()()20020cos cos cos 11sin sin 01,2,3ππππππ=+−⎡⎤⎣⎦=−==∫∫∫"f t nt dt nt dt nt dtnt nt n n n故有()f t 与信号()()cos ,cos 2,cos "t t nt ,正交(n 为整数)。
6-2 解题过程: 在区间()02π,内,有()()()21212120cos cos π≠∫n t n t dt n n n n ,且均为不为零的整数()()()()2121202212121212001cos cos 21111sin sin 220πππ=++−⎡⎤⎣⎦=⋅++⋅−+−=∫n n t n n t dt n n t n n t n n n n ()()()222220001cos 2cos 21222nt nt cos nt dt dt dt dt πππππ+==+=∫∫∫∫满足正交函数集的条件,故()()cos ,cos 2,cos "t t nt ,正交(n 为整数)是区间()02π,中的正交函数集。
6-3 解题过程: 在区间02π⎛⎞⎜⎟⎝⎠,内()()()21212120cos cos π≠∫n t n t dt n n n n ,且均为不为零的整数()()()()()()212120221212121200121212121cos cos 21111sin sin 221111sin sin 2222πππππ=++−⎡⎤⎣⎦=⋅++⋅−+−+−⎡⎤⎡⎤=⋅+⋅⎢⎥⎢⎥+−⎣⎦⎣⎦∫n n t n n t dt n n t n n t n n n n n n n n n n n n只有当()12+n n 和()12−n n 均为偶数时上式为零,因此不满足函数之间的正交性条件,()()cos ,cos 2,cos "t t nt ,正交(n 为整数)不是区间02π⎛⎞⎜⎟⎝⎠,中的正交函数集。
北邮通信原理习题答案第五章 数字信号的基带传输
fTb 4 Pu f sin 2 2 1 1 而 u t 是速率为 2Ts Tb 的双极性 RZ 码,所以
2
Pu f
2 A2Tb 1 fT G f sinc2 b Tb 4 2
故
fT fTb Ps f A2Tb sinc2 b sin 2 2 2
100101010101010101101010010110010101011001 (2)波形如下:
(3)AMI 码和 HDB3 码可以看成是一种双极性的 RZ 信号,经过全波 整流后成为单极性 RZ 信号,它包含时钟的线谱分量,故此可直接提 取。提取时钟的框图如下:
Macnshester 码经过全波整流后是直流,不能用上述办法。需要先微 分,使之成为一种双极性 RZ 信号,然后再用上述办法,不过注意这 里提出的二倍频时钟,故需要二分频。提取时钟的框图如下:
f
2
f
2k 1 Tb
于是 s t 的功率谱密度为:
Ps f Tb 1 T 1 sinc2 f b f 2 16 4 2 4
k
1
2k 1
2
2k 1 Tb
5. 错误!未定义书签。 假设信息比特 1、0 以独立等概方式出现, 求数字分相码的功率谱密度。 解一:数字分相码可以表示成二进制 PAM 信号的形式
解三:假设二进制 0 映射为-1,1 映射为-1。记信息码序列为 an ,
an 1 ,编码结果为 bk , bk 1 , an 中的第 n 个 an 对应 bk 中的
重庆大学《841信号与系统》第四章 拉普拉斯变换 2012年4月16日稿
0
f est0 es d
est0 F s
此性质表明:若波形延迟 t0 ,则它的拉普拉斯变换应乘以 est0 。
五、 s 域平移
若 f t F s
则 f t etu t F s
六、尺度变换
若 f t F s
则
f
at
1 a
F
s a
a0
七、初值定理
初值定理常用于由 F s 直接求 f 0 的值,而不必求出原函数 f t 。
1 s2
t
nu
t
n! s n 1
4、 es0tu t 1
s s0
( s0 为复常数)
特别地
etu t 1
s
etu t 1
s
5、 e jtu t 1
s j
0
e jtu t 1
s j
0
6、
sin
t
u
t
s
2
2
0
6
cos
t
u
t
s
2
s
2
7、 t sin t u t
F s L eatu t
e at e st dt e ast
0
as
0
1 , as
a
即 eatut 1 , a
as
3、复指数函数 es0tut ( s0 为复常数)
F s L es0tu t
e s0t e st dt e ss0 t dt e ss0 t
综述几种情况: (1)凡是有始有终,能量有限的信号,收敛坐标落于 ,全部 s 平面都属 于收敛区。例如:单个脉冲信号。
(2)信号的幅度既不增长也不衰减而等于稳定值,或随时间 t ,tn 成比例增 长的信号,则其收敛坐标落于原点, s 平面右半平面属于收敛区。例如:正弦信 号, t , tn 信号。
三角傅里叶级数定义
三角傅里叶级数定义一、背景介绍在数学领域中,傅里叶级数是一种非常重要的数学工具,用于将一个周期函数分解成一组正弦和余弦函数的叠加。
三角傅里叶级数则是在周期函数的情况下的特殊形式。
二、周期函数的定义周期函数是指在一定范围内重复出现的函数。
我们用T来表示周期函数的周期,那么函数f(t)在[t0, t0+T]区间之外的任意一点t,都满足f(t) = f(t ± nT),其中n为任意整数。
三、三角傅里叶级数的定义三角傅里叶级数将一个周期函数表示为正弦和余弦函数的无穷级数之和。
设函数f(t)的周期为T,那么它的三角傅里叶级数表示为:f(t) = a₀/2 + Σ(aₙcos(nωt) + bₙsin(nωt)),其中n从1到无穷。
在这个表示中,a₀、aₙ、bₙ称为三角傅里叶级数的系数,ω为频率,等于2π/T。
系数a₀/2表示函数f(t)的直流成分,左侧的求和符号表示周期为T的函数f(t)的所有谐波分量。
四、三角傅里叶级数系数的计算为了确定一个周期函数的三角傅里叶级数系数,我们需要进行一系列的计算步骤。
以下是计算系数的具体步骤:1.计算直流分量a₀/2:直流分量可以通过计算函数f(t)在整个周期上的平均值得到。
a₀/2 = (1/T) * ∫[t₀,t₀+T] f(t) dt这里的∫表示积分运算。
2.计算余弦系数aₙ和正弦系数bₙ:余弦系数aₙ和正弦系数bₙ可以通过以下公式计算得到:aₙ = (2/T) * ∫[t₀, t₀+T] f(t) * cos(nωt) dt bₙ = (2/T) * ∫[t₀, t₀+T] f(t) * sin(nωt) dt这里的n为正整数,ω为频率,等于2π/T。
3.根据计算得到的系数,构建三角傅里叶级数:f(t) = a₀/2 + Σ(aₙcos(nωt) + bₙsin(nωt))其中n从1到无穷。
五、应用举例三角傅里叶级数的应用非常广泛,以下是一些具体的应用举例:1.信号处理:三角傅里叶级数可以用于信号处理领域中的滤波、频谱分析、信号重建等问题。
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习题03-05
一、 证明cost,cos(2t),…,cos(nt)(n 为正整数),是在区间(0, 2n)的正交函数 集,它是否是完备的正交函数集?
二、 实周期信号f(t)在区间(T 丄)内的能量定义为
2 2
T
E +f 2(t)dt
~2
如有和信号f(t) f i (t) f 2(t)
(1) 若f i (t)与f2(t)在区间(T ,T )内相互正交 2 2
[例如f i (t) cos( t), f 2(t)
sin( t)],证明和信号的总能量等于各信号的能量之
和; (2) 若 f i (t)与 f2(t)不是互相正交的[例如 f i (t) cos( t), f 2 (t) cos( t 60 )],
求和信号的总能量。
三、求下列周期信号的基波角频率Q 和周期 T o (1) cos[ (t 2 3)]
(2) cos(2 t) cos(3 t)
cos(5 t) (3) cos(_t) cos( t)
cos(—t) 2 3
5 四、利用对称性求下列函数的傅里叶变换 (1) f(t) sin[2 (t 2)]
(t 2)'
t (2) f(t) 2a
2 , 2 1 a t
t (3) f(t) 〔sin(2 t)]2
2 t t
五、求下列信号的傅里叶变换
(1) f(t)
e 3(t ° (t 1) (2) f(t) e 1)
六、若已知F[f(t)] F(j ),试求下列函数的频谱:
(1)(t 2)f(t)
(2)(1 t)f(1 t)
(3)e je f(3 2t)
七、求下列函数的傅里叶逆变换
(1)F(j ) ( o) ( o)
(2)F(j )2cos(3 )
(3)F(j ) [ ( ) ( 2)]e j
八、如图所示信号f(t)的频谱函数为F(j ),求下列各值[不必求出F(j )]
t1 0 t2
(1) F( 0)= = F(j )| 0
(2)F(j )d
2
(3)|F(j )| d
九、某LTI系统的频率响应,求系统的冲激响应。
H(j )
十、一个LTI系统的频率响应
2
e 6rad/s 0 e 0 6rad / s
H(j )
0, 其余
若输入f(t) si n(3t) t cos(5t),求该系统的输出 y(t).。