信号与系统课后习题答案

发布 2022-09-03 01:56:28 阅读 9601

第一章习题参考解答。

1.1 绘出下列函数波形草图。

1.2 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。

解能量有限信号。信号能量为:

解能量有限信号。信号能量为:

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,的周期为1。

解功率有限信号。是周期序列,周期为8。

解功率有限信号。由题(3)知,在区间上的功率为1/2,因此在区间上的功率为1/4。如果考察在区间上的功率,其功率为1/2。

解功率有限信号。由题(4)知,在区间上的功率为1/2,因此在区间上的功率为1/4。如果考察在区间上的功率,其功率为1/2。

解非功率、非能量信号。考虑其功率:

上式分子分母对求导后取极限得。

解能量信号。信号能量为:

1.3 已知的波形如题图1.3所示,试画出下列函数的波形。

1.4 已知及的波形如题图1.4所示,试分别画出下列函数的波形,并注意它们的区别。

1.5已知的波形如题图1.5所示,试画出下列序列的波形。

5) +6) (图略)

1.6 任何信号可以分解为奇分量和偶分量的和:

或 其中为偶分量;为奇分量。偶分量和奇分量可以由下式确定:

1) 试证明或;或。

2) 试确定题图1.6(a)和(b)所示信号的偶分量和奇分量,并绘出其波形草图。

1) 证明根据偶分量和奇分量的定义:

离散序列的证明类似。

2) 根据定义可绘出下图。

1.7 设,试求。

解 1.8 判断下列信号是否为周期信号,若是周期的,试求其最小周期。

解周期信号,

解非周期信号。

解非周期信号。

解周期信号,。

解若则为周期信号,;

若则为周期信号,;

若则为非周期信号。

解周期信号,。

解周期信号,。

解: 非周期信号。

解: 周期信号,。

解: 周期信号,最小公共周期为。

1.9 计算下列各式的值。

解: 原式=

解: 原式。

解: 原式。

解: 原式。

解: 原式。

解: 原式===

解: 原式。

解: 原式。

解原式。

解原式。

解令得:原式。

解: 原式。

解: 原式。

解: 令得:

原式=因为,所以: 原式=0

1.10 设或为系统的输入信号,或为系统的输出信号,试判定下列各函数所描述的系统是否是:(a) 线性的 (b) 时不变的 (c) 因果的 (d) 稳定的 (e) 无记忆的?

解线性的。若

则: 时不变的。若 则:

非因果的。时刻的响应取决于以后时刻(即时刻)的输入。

稳定的。若|< 则:

有记忆的。若系统的输出仅仅取决当前时刻的输入,则称此系统为无记忆系统。题给系统显然不满足此条件。

2) (且为常数)

解线性的。若,

则: =时不变的。若 则:

当时为因果的。

当时:系统时刻的输出仅与及以前时刻的输入有关。

当时:系统时刻的输出与以后时刻的输入有关。

稳定的。若, 则。

有记忆的。系统时刻的输出与时刻以前的输入有关。

解:线性的。 (说明略)

时变的。若。

则: 非因果的。

即时刻的输出与时刻以后的输入有关。

稳定的。 (说明略)

有记忆的。 即时刻的输入与时刻以前的输入有关。

解:非线性的。

若, 则:

时不变的。若。

则: 因果的。 (说明略)

稳定的。 (说明略)

无记忆的。时刻的输出仅取决于时刻的输入。

解:非线性的。 (说明略)

时不变的。 (说明略)

因果的。 (说明略)

d)稳定的。

若 ||则。

e)无记忆的。 (说明略)

解: (a)线性的。

若, 则:

b)时变的。若 则:

c)因果的。 (说明略)

d)稳定的。

若, 则。e)无记忆的。 (说明略)

解: (a)非线性的。

若 而时: ,即不满足均匀性。

b)时不变的。若 则:

c)因果的。

时刻的输出仅与以后时刻的输入无关。

d)稳定的。 (说明略)

e)无记忆的。 (说明略)

解:(a) 线性的。

若, 则:

b)时不变的。

若: 则:

c)因果的。 (说明略)

d)非稳定的。

e)无记忆的 (说明略)

解: (a)线性的。 (说明略)

b)时不变的。

若: 则:

c)因果的。 (说明略)

d)非稳定的。

若1,但 e)有记忆的。 (说明略)

解: (a)非线性的。

若, 则:

b)时不变的。若 则:

c)因果的。

时刻的输出与时刻以后的输入无关。

d)稳定的。

若 |,则: |

e)有记忆的。

时刻的输出与时刻以前的输入有关。

解: (a)线性的。

若, 则:

b)时不变的。若 则:

c)因果的。 (说明略)

d)非稳定的。

即使,时,

e)无记忆的。 (说明略)

解: (a)非线性的。

若, 则:

b)时不变的。 (说明略)

c)因果的。 (说明略)

d)稳定的。 (说明略)

e)无记忆的。 (说明略)

解: (a)线性的。 (说明略)

b)时变的。若 则:

c)非因果的。

. 即时刻的输出与以后时刻(时刻)的输入有关。

d)稳定的。 (说明略)

e)有记忆的。

即时刻的输出与以前时刻(时刻)的输入有关。

1.11 已知的波形如题图1.11所示,试画出的波形。

解将的波形扩展可得,将的波形翻转得,将右移2个单位可得的波形如下:

1.12 判断下列每个系统是否是可逆的,如果是可逆的,试构成其逆系统;如果不是,找出使系统具有相同输出的两个输入信号。

解原式两边求导得:

上式同原式相加得:

所以系统可逆,逆系统为:

解: 系统可逆,逆系统为:

解系统不可逆,因为不能由唯一地确定。例如:,

解系统不可逆,因为当时,不论取何值,。

解系统可逆,逆系统为。

解系统可逆,逆系统为。

或从域考虑:

即逆系统为:

1.13 对于例1.2中的和,请指出下面求解和的过程错在何处?

求解的过程:

先将的波形右移个单元得到,的波形,再将的波形压缩一倍得到即的波形,如题图(1.13)(a)所示。

求解的过程:

先将的波形右移1个单元得到的波形,再将的波形反转得到即的波形,如题图(1.13)(b)所示。

答设,则,所以和并不构成压扩关系。类似,和并不构成反转关系。

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