《信号与系统》第九章习题解答
信号系统(第3版)习题解答
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信号系统(第3版)习题解答《信号与系统》(第3版)习题解析高等教育出版社目录第1章习题解析 (2)第2章习题解析 (6)第3章习题解析 (16)第4章习题解析 (23)第5章习题解析 (31)第6章习题解析 (41)第7章习题解析 (49)第8章习题解析 (55)第1章习题解析1-1 题1-1图示信号中,哪些是连续信号?哪些是离散信号?哪些是周期信号?哪些是非周期信号?哪些是有始信号?(c) (d)题1-1图解 (a)、(c)、(d)为连续信号;(b)为离散信号;(d)为周期信号;其余为非周期信号;(a)、(b)、(c)为有始(因果)信号。
1-2 给定题1-2图示信号f ( t ),试画出下列信号的波形。
[提示:f ( 2t )表示将f ( t )波形压缩,f (2t )表示将f ( t )波形展宽。
] (a) 2 f ( t - 2 )(b) f ( 2t )(c) f ( 2t ) (d) f ( -t +1 )题1-2图解 以上各函数的波形如图p1-2所示。
图p1-21-3 如图1-3图示,R 、L 、C 元件可以看成以电流为输入,电压为响应的简单线性系统S R 、S L 、S C ,试写出各系统响应电压与激励电流函数关系的表达式。
题1-3图解 各系统响应与输入的关系可分别表示为)()(t i R t u R R ⋅= tt i L t u L L d )(d )(= ⎰∞-=t C C i Ct u ττd )(1)(1-4 如题1-4图示系统由加法器、积分器和放大量为-a 的放大器三个子系统组成,系统属于何种联接形式?试写出该系统的微分方程。
S R S L S C题1-4图解 系统为反馈联接形式。
设加法器的输出为x ( t ),由于)()()()(t y a t f t x -+=且)()(,d )()(t y t x t t x t y '==⎰故有 )()()(t ay t f t y -='即)()()(t f t ay t y =+'1-5 已知某系统的输入f ( t )与输出y ( t )的关系为y ( t ) = | f ( t )|,试判定该系统是否为线性时不变系统?解 设T 为系统的运算子,则可以表示为)()]([)(t f t f T t y ==不失一般性,设f ( t ) = f 1( t ) + f 2( t ),则)()()]([111t y t f t f T ==)()()]([222t y t f t f T ==故有)()()()]([21t y t f t f t f T =+=显然)()()()(2121t f t f t f t f +≠+即不满足可加性,故为非线性时不变系统。
信号与系统 陈后金 第二版 课后习题答案(完整版)
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(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
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《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》课后习题参考答案
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《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 。
(完整版)信号与系统练习及答案
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信号与系统练习及答案一、单项选择题1.已知信号f (t )的波形如题1图所示,则f (t )的表达式为( )A .tu(t)B .(t-1)u(t-1)C .tu(t-1)D .2(t-1)u(t-1)2.积分式⎰-δ+δ++4422)]dt -(t 2(t))[23(t t 的积分结果是( ) A .14 B .24 C .26 D .283.已知f(t)的波形如题3(a )图所示,则f (5-2t)的波形为( )4.周期矩形脉冲的谱线间隔与( )A .脉冲幅度有关B .脉冲宽度有关C .脉冲周期有关D .周期和脉冲宽度有关 5.若矩形脉冲信号的宽度加宽,则它的频谱带宽( ) A .不变 B .变窄 C .变宽D .与脉冲宽度无关 6.如果两个信号分别通过系统函数为H (j ω)的系统后,得到相同的响应,那么这两个信号()A .一定相同 B .一定不同 C .只能为零 D .可以不同7.f(t)=)(t u e t 的拉氏变换为F (s )=11-s ,且收敛域为( ) A .Re[s]>0B .Re[s]<0C .Re[s]>1D .Re[s]<1 8.函数⎰-∞-δ=2t dx )x ()t (f 的单边拉氏变换F (s )等于( ) A .1 B .s 1 C .e -2s D .s1e -2s 9.单边拉氏变换F (s )=22++-s e )s (的原函数f(t)等于( ) A .e -2t u(t-1) B .e -2(t-1)u(t-1) C .e -2t u(t-2)D .e -2(t-2)u(t-2)答案: BCCCBDCDA二.填空题1.如果一线性时不变系统的单位冲激响应为h(t),则该系统的阶跃响应g(t)为_________。
2.已知x(t)的傅里叶变换为X (j ω),那么x (t-t 0)的傅里叶变换为_________________。
3.如果一线性时不变系统的输入为f(t),零状态响应为y f (t )=2f (t-t 0),则该系统的单位冲激响应h(t)为_________________。
信号与系统(带答案)
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第一套第1题,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、因果信号与反因果信号第2题,以下信号属于连续信号的是(B)A、e-nTB、e-at sin(ωt)C、cos(nπ)D、sin(nω0)第3题,下列说法正确的是(D)A、两个周期信号x(t),y(t)的和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和2开根号,其和信号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Pi,其和信号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,其和信号x(t)+y(t)是周期信号。
第4题,将信号f(t)变换为( A ) 称为对信号f(t)的平移或移位。
A、f(t-t0)B、f( k -k0)C、f(at)D、f(-t)第五题,下列基本单元属于数乘器的是(A )A、B、C、D、第六题、下列傅里叶变换错误的是(D)А.1<-->2πδ(ω)B.ejω0t<-- > 2πδ(ω-ω0 )С.соѕ(ω0t) < -- > π[δ(ω-ω0 ) +δ (ω+ω0 )]D. ѕіn(ω0t)<-> jπ[δ(ω+ω0)+ δ(ω- ω0)]第7题、奇谐函数只含有基波和奇次谐波的正弦和余弦项,不会包含偶次谐波项。
(对)第8题、在奇函数的傅里叶级数中不会含有正弦项,只可能含有直流项和余弦项。
(错)第9题、满足均匀性和____条件的系统称为线性系统。
(叠加性)第10题.根据激励信号和内部状态的不同,系统响应可分为零输入响应和__响应(零状态)第二套1、当周期信号的周期增大时,频谱图中谱线的间隔( C)A:增大B:无法回答C:减小D:不变2、δ(t)的傅立叶变换为( A)。
A:1B: u(t)C: 0D:不存在3、已知f(t),为求f(3-2t)则下列运算正确的是(B)A:f(-2t)左移3/2B:f(-2t)右移3/2C:f(2t)左移3D:f(2t)右移3 ,4、下列说法不正确的是(D)。
信号与系统课后习题答案
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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。
信号与系统课后习题答案汇总
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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。
信号系统教材课后习题答案
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第6章 系统及系统的时域分析1. 解:由于系统(1)不满足分解性;系统(2)不满足零输入线性;系统(3)不满足零状态线性,故这三个系统都不是线性系统。
对于系统(4),如果直接观察)(n y ~)(n f 关系,似乎系统既不满足齐次性,也不满足叠加性。
但考虑到令)(n f =0时,系统响应为常数b ,若把它看成是由初始状态引起的零输入响应时,系统仍是满足线性系统条件的,故系统(4)是线性系统。
2. 解:(1) 已知)(t f →)](cos[)(t f a t y f =,设 dd t t t t f t f >-=),()(1,则其零状态响应为)](cos[)](cos[)(11d f t t f a t f a t y -==,显然 )()(1d f f t t y t y -=,故该系统是时不变系统。
(2) 已知)(n f →)()(n bf n y f =,设01),()(n n n n f n f >-=,则其零状态响应为)()()(011n n bf n bf n y f -==,显然 )()(01n n y n y f f -=,故该系统是时不变系统。
3. 解:对于(1)~(4),由于任一时刻的零状态响应均与该时刻以后的输入无关,因此都是因果系统。
而对于(5),系统任一时刻的零状态响应都与该时刻以后的激励有关。
响应在先,激励在后,这在物理系统中是不可能的。
因此,该系统是非因果的。
(6)也是非因果的,因为如果0)(=t f ,0t t < 则有 0)3()(==t f t y f ,3t t <可见在区间003t t t <<上0)(≠t y f ,即零状态出现于激励之前,因而该系统是非因果的。
4. 解:(1)显然,无论激励)(n f 是何种形式的序列,只要它是有界的,那么)(n y f 也是有界的,因果该系统是稳定的。
(2)若)()(t u t f =,显然该激励是有界的,但 t x x u t y tf ==⎰∞-d )()(,0≥t它随时间t 无限增长,故该系统是不稳定的。
奥本海姆《信号与系统(第二版)》习题参考答案.
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信号与系统课后习题参考答案
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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。
信号系统(第3版)习题解答
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《信号与系统》(第3版)习题解析高等教育目录第1章习题解析 (2)第2章习题解析 (6)第3章习题解析 (16)第4章习题解析 (23)第5章习题解析 (31)第6章习题解析 (41)第7章习题解析 (49)第8章习题解析 (55)第1章习题解析1-1 题1-1图示信号中,哪些是连续信号?哪些是离散信号?哪些是周期信号?哪些是非周期信号?哪些是有始信号?(c) (d)题1-1图解 (a)、(c)、(d)为连续信号;(b)为离散信号;(d)为周期信号;其余为非周期信号;(a)、(b)、(c)为有始(因果)信号。
1-2 给定题1-2图示信号f ( t ),试画出下列信号的波形。
[提示:f ( 2t )表示将f ( t )波形压缩,f (2t)表示将f ( t )波形展宽。
](a) 2 f ( t - 2 ) (b) f ( 2t )(c) f ( 2t)(d) f ( -t +1 )题1-2图解 以上各函数的波形如图p1-2所示。
图p1-21-3 如图1-3图示,R 、L 、C 元件可以看成以电流为输入,电压为响应的简单线性系统S R 、S L 、S C ,试写出各系统响应电压与激励电流函数关系的表达式。
题1-3图解 各系统响应与输入的关系可分别表示为)()(t i R t u R R ⋅= tt i Lt u L L d )(d )(= ⎰∞-=tC C i Ct u ττd )(1)(1-4 如题1-4图示系统由加法器、积分器和放大量为-a 的放大器三个子系统组成,系统属于何种联接形式?试写出该系统的微分方程。
S RS LS C题1-4图解 系统为反馈联接形式。
设加法器的输出为x ( t ),由于)()()()(t y a t f t x -+=且)()(,d )()(t y t x t t x t y '==⎰故有)()()(t ay t f t y -='即)()()(t f t ay t y =+'1-5 已知某系统的输入f ( t )与输出y ( t )的关系为y ( t ) = | f ( t )|,试判定该系统是否为线性时不变系统?解 设T 为系统的运算子,则可以表示为)()]([)(t f t f T t y ==不失一般性,设f ( t ) = f 1( t ) + f 2( t ),则)()()]([111t y t f t f T == )()()]([222t y t f t f T ==故有)()()()]([21t y t f t f t f T =+=显然)()()()(2121t f t f t f t f +≠+即不满足可加性,故为非线性时不变系统。
信号与系统 高等教育何子述版 课后习题答案
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-2
-1
0
t
4 3
习 题 一
2g(-t) 2 2 1 1 0 1 2 3 t 0 1 2 3 t
信 号 与 系 统
f(t) 2 1
f)
g(t) 2 1
0
1
2
3
t
-2
-1
0
t
习 题 一
g(2t-2) 1
f(t)g(2t-2) 1
0
1
t
信 号 与 系 统
1.13 已知离散时间信号 f [n] ,如图p1.13所示,画 出信号的奇部 f o [n]和偶部 f e [n]的波形。
习 题 二
y 可见: h (t ) y p (t ) ys (t ) y f (t )
信 号 与 系 统
2.13 已知LTI连续时间系统输入信号 f (t ) 和冲激响 应 h(t ) 如下,求系统响应 y (t ) ,画出响应波形示意 图。
a)
b)
f (t ) g (t ),
2
f ' (t )
习 题 一
1
-1
0
1
2
3
4
5
t
信 号 与 系 统
f ' (t ) 2u (t 1) 2u (t ) u (t 2) u (t 5) (t 5)
f '' (t ) 2 (t 1) 2 (t ) (t 2) (t 5) ' (t 5)
即0 t 时
/ 2
1
g (t )
/2
当 / 2 /2 t / 2
/2
/ 2t
2020年智慧树知道网课《信号与系统(山东联盟-山东师范大学)》课后章节测试满分答案
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第一章测试1【判断题】(10分)正弦连续函数一定是周期信号A.对B.错2【判断题】(10分)正弦离散函数一定是周期序列。
A.错B.对3【判断题】(10分)余弦连续函数一定是周期信号。
A.错B.对4【判断题】(10分)余弦离散序列一定是周期的A.对B.错5【判断题】(10分)两个离散周期序列的和一定是周期信号。
A.对B.错6【判断题】(10分)两个连续周期函数的和一定是周期信号。
A.对B.错7【判断题】(10分)两个连续正弦函数的和不一定是周期函数。
A.对B.错8【判断题】(10分)取样信号属于功率信号。
A.对B.错9【判断题】(10分)门信号属于能量信号。
A.错B.对10【判断题】(10分)两个连续余弦函数的和不一定是周期函数。
A.错B.对第二章测试1【判断题】(10分)微分方程的齐次解称为自由响应。
A.对B.错2【判断题】(10分)微分方程的特解称为强迫响应。
A.错B.对3【判断题】(10分)微分方程的零状态响应是稳态响应的一部分A.对B.错4【判断题】(10分)微分方程的零输入响应是稳态响应的一部分A.对B.错5【判断题】(10分)微分方程的零状态响应包含齐次解部分和特解两部分。
A.错B.对6【判断题】(10分)微分方程的零状态响应中的特解部分与微分方程的强迫响应相等。
A.错B.对7【判断题】(10分)对LTI连续系统,当输入信号含有冲激信号及其各阶导数,系统的初始值往往会发生跳变。
A.对B.错8【判断题】(10分)对线性时不变连续系统,当输入信号含有阶跃信号,系统的初始值往往会发生跳变A.对B.错9【判断题】(10分)冲激函数匹配法是用于由零负初始值求解零正初始值。
A.对B.错10【判断题】(10分)LTI连续系统的全响应是单位冲激响应与单位阶跃响应的和。
A.对B.错第三章测试1【判断题】(10分)LTI离散系统的响应等于自由响应加上强迫响应。
A.错B.对2【判断题】(10分)LTI离散系统的响应等于齐次解加上零状态响应的和。
信号与系统答案 西北工业大学 段哲民 第九章 习题
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第九章 习题9.1 图题9.1所示电路,已知)(1t x 与)(2t x 为状态变量,试证明以下各对变量是否都可以作为状态变量。
)(),()6();(),()5();(),()4();(),()3();(),()2();(),()1(2131t i t i t u t i t u t i t u t u t u t i y u t i R R R C L C L R C C L L 。
9.1图题++--3R u L u答案解 本题说明状态变量的选取不是唯一的。
若各组变量之间存在着非奇异线性变换关系,则这些变量组即可作为状态变量。
又因为研究的是电路的状态,故可采取无激励电路(即令电路中的激励均为零)。
(1) )()(2t x t i L =)()()(231t x R t x t u L -=即 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(110)()(213t x t x R t u t i L L(2)=---=)()(1)(1)(21211t x t x R t x R t i C)()()11(2121t x t x R R -+-)()(1t x t u C =即 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(011)11()()(2121t x t x R R t u t i C C(3) )(11t x u R -=)()()(231t x R t x t u L -=即 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(101)()(2131t x t x R t u t u L R(4))()()11()(2121t x t x R R t i C -+-=)()()(231t x R t x t u L -=即⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(11)11()()(21321t x t x R R R t u t i L C(5))()()11()(2121t x t x R R t i C -+-=)()(233t x R t u R =即⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡)()(01)11()()(213213t x t x R R R t u t i R C可见以上5对变量的变换矩阵,其行列式的值均不为零,即它们均为非奇异矩阵,故以上的五对变量组均可作为该电路的状态变量。
信号与系统课后答案(PDF)
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第二章第二章 课后题答案课后题答案2-1.1.图题2-1所示电路,求响应u 2(t)对激励f(t)的转移算子H(p)及微分方程。
解 其对应的算子电路模型如图题2.1(b )所示,故对节点①,②可列出算子形式的KCL 方程为= +++−=−+0)(111)(1)()(1)(1312121t u p p t u p t f t u p t u p即()=+++−=−+0)(1)()()()(13122121t u p p t u t pf t u t u p联解得)()()(443)(22t f p H t f p p t u =++=故得转移算子为443)()()22++==p p t f t u p H (u 2(t)对f(t)的微分方程为())()(t f t u p p 34422=++即)(t f t u t u dt d t u dt d 3)(4)(4)(22222=++2-2图题2-2所示电路,求响应i(t)对激励f(t)的转移算子H(p)及微分方程。
解 其对应的算子电路模型如图2.2(b)所示。
故得)()(t f p p p p pp t f t i 3011101022221.01)(2+++=+×++=故得转移算子为30111010)()()(2+++==p p p t f t i p Hi(t)对f(t)的微分方程为)()1010()()3011(2t f p t i p p +=++即)(10)(10)(30)(11)(22t f t f dt d t i t i dt d t i dt d +=++2-3图题2-3所示电路,已知u C (0-)=1 V, i(0-)=2 A。
求t>0时的零输入响应i(t)和u C (t)。
解 其对应的算子电路模型如图题2.3(b)所示。
故对节点N 可列写出算子形式的KCL 方程为0)(2312= ++t u p p C又有uc(t)=pi(t),代入上式化简,即得电路的微分方程为=====++−+−+1)0()0(2)0()0(0)()23(2c cu u i i t i p p电路的特征方程为0232=++p p故得特征根(即电路的自然频率)为p 1=-1,p 2=-2。
《信号与系统》习题参考答案
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《信号与系统》习题参考答案(1)2—1(1) 01()()()()(1)()ta at x t h t x u t d e d e u t aτττττ∞---∞*=⋅-==-⎰⎰ (2) 00()()(cos sin )()x t h t t d ωτωτδττ∞-∞*=+⋅-⎰0000(cos sin )()cos sin t t t d t t ωωδττωω∞-∞=+⋅-=+⎰(3) 当0t <时 ()()0x t h t *=当01t ≤<时 20()()(1)2tt x t h t d t ττ*=+=+⎰当12t ≤<时 13()()(1)2x t h t d ττ*=+=⎰ 当23t ≤<时 12213()()(1)22t x t h t d t t ττ-*=+=-++⎰ 当3t ≥时 ()()0x t h t *= (4) 当0t <时 ()()0x t h t *=当0t ≥时 01()()sin 2(1cos 2)2tx t h t d t ττ*==-⎰ (5) 22222(2)2(4)241()()(2)2t t t t t t t x t h t e d e d e ee ττττ-----*=-=-+⎰⎰ (6)()x t at b =+11212()()()()()(2)3363tt x t h t a b d a tb t a t a bττδ-*=+++*--=++⎰2—2(1) [][][][2](2)[2]x n h n nu n n n u n δ*=*-=--(2) 10[][](2)[](21)[]nin i x n h n u n u n +=*==-∑(3) 当0n ≥时 1111[][]2()()232i n in i x n h n --=-∞*==∑ 当0n <时 111[][]2()223n i n i n i x n h n --=-∞*==⋅∑ (4) 当0n <时 [][]0x n h n *=当0n ≥时 110[][]()[]n n nin ii x n h n u n βααββα++-=-*==-∑(5) 当07n ≤≤时 071[][](1)[1(1)]2in i n x n h n -=-*=-=--∑ 当70n -≤≤时 71[][](1)[(1)1]2ni n i x n h n -=-*=-=--∑ 2—3(1) 12()()[(1)(1)][(5)(5)]x t x t u t u t t t δδ*=+--*++- (6)(4)(4)(6)u t u t u t u t =++--+-- (2) 123()()()x t x t x t **{[(6)(4)][(4)(6)]}*[u t u t u t u t =+-++---11()()]22t t δδ++- ( 6.5)( 4.5)( 5.5)( 3.5)( 3.5)( 5.5)u t u t u t u t u t u t =+-+++-++--- ( 4.5)( 6.5)u t u t +---(3) 1311()()[(1)(1)][()()]22x t x t u t u t t t δδ*=+--*++- ( 1.5)(0.5)(0.5)( 1.5)u t u t u t u t =+--++-- 2—4 0(3)331()(3)1t k k t tk k y t eu t k e e e e∞-----=-∞=-∞=-=⋅=-∑∑311A e-=- 2—5(1) 当2t ≥时 ()()0x t h t *= 当20t -<<时 11()()2t x t h t d t τ+-*==+⎰当02t <<时 11()()2t x t h t d t τ-*==-⎰(2) 当01t <<时 1()()22(1)tx t h t d t τ*==-⎰ 当10t -<<时 01()()22(1)2t tx t h t d d t t t ττ+*=+=-++=+⎰⎰当21t -<<-时 11()()2t x t h t d t τ+-*==+⎰当 1t ≥ 或 2t <-时 ()()0x t h t *=此题也可利用性质,先对()x t 积分,对()h t 微分,'()()()y t x t dt h t =*⎰(3) 当0t <时 (1)1()()1t x t h t e dt +∞--*==⎰当0t ≥时 1(1)(1)11()()22t t t t t x t h t e dt e dt e ++∞-----+*=+=-⎰⎰(4) 当t π< 或 5t π>时 ()()0x t h t *= 当3t ππ<<时 0()()sin 1cos t x t h t d t πττ-*==+⎰当35t ππ<<时 23()()sin 1cos t x t h t d t ππττ-*==--⎰(5) 当01t <<时 2211()()222()22x t h t t t t *=-=--当12t <≤时 2231()()264[2()]22x t h t t t t *=-+-=---()()x t h t *是以2为周期的周期函数 2—7(1) 111[][1]()[]()[1]22nn h n Ah n u n A u n ---=--111()[()()][1]()22nn n A u n n δδ-=+--=12A =(2) 111[][][][1][][]h n h n Ah n h n h n n δ---*-*-=*11[][][1]2h n n n δδ-∴=-- (3) 11[][][]2[[][1]][]nx n h n h n u n u n h n --**=--* 2[]2[[][4]]2[[1][5]]nn x n u n u n u n u n -∴=------2—8(1) 0()3()y t y t =(2) 00()()(2)y t y t y t =-- (3) 0()(1)y t y t =- (4) 0()()y t y t =-(5) 0()()dy t y t dt=(6) 202()()d y t y t dt =2—9 12111[][]()[]()[1]222n n x n h n u n u n -*=-+--1()([][1])[]2nu n u n n δ=---=1221[][][][]([][])*[]y n x n h n h n x n h n h n =**=* []*([][])[][]n n n n n u n u n u n u n δαβαβ=+=+ 2—10(1) 341201[][]((0.5))[3]2(1())[3]2n nn n x n x n u n u n ++=*=+=-+∑ (2) 4123[][][]2(1(0.5))[3]([][1])n x n x n x n u n n n δδ+**=-+*-- 43312(1(0.5))[3]2(1(0.5))[2]()[3]2n n n u n u n u n +++=-+--+=+ (3) 23[][][3]([][1])[3][2][3]x n x n u n n n u n u n n δδδ*=+*--=+-+=+ 2—11(1) 12345[][]([][][])[]h n h n h n h n h n h n =*-*+ (2) 34[][][1]h n h n nu n *=- 234[][][](1)[][1][]h n h n h nn u n n u n u n -*=+--= 12345[][]([][][])[]h n h n h n h n h n h n =*-*+514()([][3])*[][]2nu n u n u n hn =--+ 4[]6[1]7[2][]4[3]5[]6[1]7[2]4[3]n n u n n n n n u n n δδδδδδδ=+-+-++-=+-+---(1)'()()(2)(2)()(2)tt y t e x d x t y t x t τττ---∞=--+-=-+-⎰(2)()(2)t h t eu t --=- (2)当1t ≤时 ()0y t =当14t <≤时 1(2)(1)2()1t t y t e d e ττ+----==-⎰当4t >时 1(2)(4)(1)2()t t t t y t e d e e ττ+-------==-⎰2—13(1)213()()()()(1)[()](1)[()](1)h t h t h t u t t t u t t u t δδδ**=*-*-=-*-=-- 1213()()()()()()(1)h t h t h t h t h t u t u t =+**=--(2)1(10)1(02)()3(23)0t t t y t t t +-<<⎧⎪<<⎪=⎨-<<⎪⎪⎩其余2—14(1)因果、稳定 (2)非因果、非稳定 (3)非因果、稳定 (4)非因果、稳定 (5)非因果、稳定 (6)因果、稳定 (7)因果、非稳定 2—15(1)因果、稳定 (2)非因果、稳定 (3)非因果、非稳定 (4)非因果、稳定 (5)因果、非稳定 (6)非因果、稳定 (7)因果、稳定 2—16(1)对 (2)对()h t dt ∞-∞=+∞⎰(3)错 例如单位冲激响应(1)t δ-是因果的,但LTI 系统的逆系统(1)t δ+不是因果的。
信号与系统第1至8章习题参考解答
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《信号与系统》第1~8章习题参考解答第一章 (2)第二章 (13)第三章 (22)第四章 (35)第五章 (48)第六章(无) (56)第七章 (57)第八章 (65)第一章1-4 对于例1-1所示信号,由f (t )求f (−3t − 2),但改变运算顺序,先求f (3t )或先求f (−t ),讨论所得结果是否与原例之结果一致。
解:(1). 例1-1的方法: f (t )→ f (t − 2)→ f (3t − 2)→ f (−3t − 2) (2). 方法二:f (t )→ f (3t )→ 2[3()]3f t − →f (−3t − 2) (3). 方法三:f (t )→f (−t ) →[(2)]f t −+ →f (−3t − 2)方法三:1-5 已知()f t ,为求0()f t at −应按下列哪种运算求得正确结果(式中0t ,a 都为正值)?(1)()f at −左移0t (2)()f at 右移0t (3)()f at 左移0t a (4)()f at −右移0ta解:(4)()f at −右移t a:故(4)运算可以得到正确结果。
注:1-4、1-5 题考察信号时域运算:1-4 题说明采用不同的运算次序可以得到一致的结果; 1-5 题提醒所有的运算是针对自变量t 进行的。
如果先进行尺度变换或者反转变换,再进行移位变换,一定要注意移位量和移位的方向。
1-9 粗略绘出下列各函数式的波形图: (1)()(2)()t f t e u t −=− (2)2()(36)()t t f t e e u t −−=+ (3)3()(55)()t t f t e e u t −−=−(4)()cos(10)[(1)(2)]t f t e t u t u t π−=−−− 解:(1)()(2)()tf t e u t −=−(2)2()(36)()ttf t e eu t −−=+(3)3()(55)()ttf t e eu t −−=−(4)()cos(10)[(1)(2)]tf t e t u t u t π−=−−−1-12 绘出下列各时间函数的波形图,注意它们的区别:(1)[()(1)]−−;t u t u t(2)(1)�;t u t−(3)[()(1)](1)−−+−;t u t u t u t(4)(1)(1)−−;t u t(5)(1)[()(1)]−−−−;t u t u t(6)[(2)(3)]−−−;t u t u t(7)(2)[(2)(3)]t u t u t−−−−。
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shown in Figure 1. (a) Determine the system function of the system, is this system causal? (b) Determine the unit impulse response of this system. (c) If the input is x ( t ) = u ( − t ) , determine the output y ( t ) . (d) Draw a block diagram representation of this system.
17
Chapter 9
例:某连续时间 LTI 系统的系统函数为 H ( s ) =
Problem Solution
s +1 为常数。 ,其中 a, b 为常数。已知系统函 2 s + as + b
t
数 在 s = −2 有 一 个 极 点 , 且 输 入 为 x ( t ) = e , − ∞ < t < +∞ 时 , 系 统 的 输 出
Problem Solution
y′′(t ) − y′(t ) − 2 y (t ) = x(t )
(b) Determine h(t ) for each of the following cases: −1/ 3 1/ 3 1 1 H (s ) = 2 = = + s − s − 2 (s + 1)(s − 2 ) s + 1 s − 2 1. The system is stable. 1 −t 1 2t h(t ) = − e u (t ) − e u (− t ) − 1 < Re{s} < 2 3 3 2. The system is causal. 1 −t 1 2t h(t ) = − e u (t ) + e u (t ) Re{s} > 2 3 3 3. The system is neither stable nor causal.
x(t )
Problem Solution
h(t )
y (t ) Y (s )
X (s )
H (s )
(c) If x(t ) = e3t , − ∞ < t < +∞ , determine the output y (t ) .
H ( s) =
y(t) =
Y ( s)
X ( s)
=
( s + 1) ( s + 2 )
Homework: 9.2 9.5 9.7 9.8 9.9 9.13 9.21(a,b,i,j)
9.22(a,b,c,d) 9.28 9.31 9.32 9.33 9.35 9.45
1
Chapter 9
Problem Solution
9.7 How many signals have a Laplace transform that may be s −1 expressed as
Re { s} > −1
y′′ ( t ) + 2 y′ ( t ) + y ( t ) = x′′ ( t ) − 2 x ′ ( t ) − x ( t )
This system is stable.
11
Chapter 9 9.45 An LTI system: s+2 X (s ) = x(t ) = 0 , t > 0 s−2 2 1 y (t ) = − e 2t u (− t ) + e −t u (t ) 3 3 (a) Determine H (s ) and its ROC. (b) Determine h(t ) .
x(t ) is two sided.
3
Chapter 9 9.21 Determine the Laplace transform.
Problem Solution
( b ) x ( t ) = e −4 t u ( t ) + e −5 t ( sin 5t ) u ( t )
X ( s) =
6
因果稳定LTI系统给出如下信息:⑴ H ( s) 1 ; 系统给出如下信息: 因果稳定 系统给出如下信息 s=1
d 2h( t ) dh( t ) 输出不是绝对可积的; 输出不是绝对可积的;⑷信号 +3 + 2h( t ) 2 dt dt 是有限持续期的; 在无穷远点只有一阶零点。 是有限持续期的;⑸ H(s)在无穷远点只有一阶零点。
Problem Solution
Consider a stable LTI system with input x ( t ) = 2 and output
y ( t ) = 4 / 3 . Suppose the rational system function has the pole-pattern
输出是绝对可积的; ⑵当输入为 u( t ) 时,输出是绝对可积的;⑶当输入为 tu( t )时,
1. 试确定 H(s) ,画出其零极点图并标注收敛域; 画出其零极点图并标注收敛域; 2. 试求系统的单位冲激响应 h(t ) ; 3. 若输入 x ( t ) = e2t , −∞< t < +∞ ,试求系统的输出 y ( t ) ; 4. 写出描述该系统的常系数微分方程; 写出描述该系统的常系数微分方程; 5. 画出该系统的模拟框图。 画出该系统的模拟框图。
2
Chapter 9
Problem Solution
9.8 Let x(t ) be a signal that has a rational Laplace transform with exactly two poles,located at s = -1 and s = -3. If g (t ) = e 2t x(t ) and G ( jω ) convergence,determine whether x(t ) is left sided, right sided,or two sided.
(s + 2)(s + 3)(s 2 + s + 1)
in its region of convergence?
jω
Poles :
−
1 3 + j 2 2
s1 = −2, s1 = −3, s3, 4
1 3 =− ± j 2 2
−3 −2
− 1 3 − j 2 2
σ
There are four signals.
−2 ( s + 1 )
2 t 2 −t 4 −t y ( t ) = + e u ( − t ) + e ( cos t ) u ( t ) + e ( sin t ) u ( t ) 5 5 5
9
Chapter 9
Problem Solution
9.35 Consider a causal LTI system with the input x(t ) and output y (t ) . (b) Is this system stable?
Re{s} < −1
1 1 h(t ) = + e −t u (− t ) − e 2t u (− t ) 3 3
7
Chapter 9 9.32 Consider a causal LTI system ,
1. x(t ) = e
2t
Problem Solution
dh(t ) 2. + 2h(t ) = e −4t u (t ) + bu (t ) dt
x(t ) = e
−t
Problem Solution
s +1 s 2 + 2s + 2
, − ∞ < t < +∞
Determine the response y (t )
Y ( s) = X ( s) H ( s) =
( s + 1) ( s − 1) ( s 2 + 2 s + 2 )
−1 < Re { s} < 1
x(t )
(a) Determine a differential equation relating y (t )and x(t )
L1 -2
1 s
y (t )
-1
1 s
L2 -1
-6
10
Chapter 9
Problem Solution
s2 − 2s − 1 H ( s) = 2 s + 2s + 1
−2
②
−1
③
1
④
2
σ
① Re{s} < −2 anticausal , unstable ② -2 < Re{s} < −1 noncausal , unstable
③ -1 < Re{s} < 1
noncausal , stable Causal , unstable
6
④ Re{s} > 1
Chapter 9 9.31 Consider a continuous-time LTI system (a) Determine H (s ) .
jω
σ
−3
−2
−1
14
Chapter 9
Problem Solution
(a)
s+2 H ( s) = ( s + 1) ( s + 3 )
stable ⇒ Re { s} > −1 ⇒ causal
(b)
1 −t h ( t ) = ( e + e −3 t ) u ( t ) 2