2.2 若随机过程x(t)在均方意义下连续,证明它的数学期望也必然连续。
证: 由均方连续的定义,展开左式为:
固有,证得数学期望连续。
2.3 证明随机过程存在均方导数的充分条件是:自相关函数在他的自变量相等时存在二阶偏导数。
证:在时存在,也就是存在。
2.4 判断随机过程是否平稳?其中为常数,a、分别为均匀分布和瑞利分布的随机变量,且相互独立。
解: 与时间的起点无关,且。
因此,是广义平稳的随机过程。
2.5 证明由不相关的两个任意分布的随机变量a、b构成的随机过程。
是宽平稳而不一定是严平稳的。其中为常数,a、b的数学期望为零,方差相同。证:
因此,是广义平稳的随机过程。
可见,该随机过程构不成三阶平稳,因此不符合严平稳过程的要求。
第六次作业:练习二之题。
2.6 有三个样本函数组成的随机过程,每个样本函数发生的概率相等,是否满足严平稳或宽平稳的条件?
解: 由于数学期望与时间相关,不为常数,因此不满足一阶平稳,也就不满足严平稳或宽平稳的条件。
2.7 已知随机过程,为在内均匀分布的随机变量,a可能是常数、时间函数或随机变量。a满足什么条件时,是各态历经过程?
解: 1)考查为平稳过程的条件。
在a为常数或与不相关的随机变量时,满足。
2)考查为各态历经过程的条件。
在a为常数或与不相关的随机变量时,满足。
而。只有在a为常数时,满足。
欲使是各态历经过程,a必为常数。
2.8 设和是相互独立的平稳随机过程,他们的乘积是否平稳?
解:令。又。
和的乘积是平稳的。
2.9 求用自相关函数及功率谱密度表示的的自相关函数及功率谱密度。其中,为在内均匀分布的随机变量,是与相互独立的随机过程。
解: 2.10 平稳高斯过程的自相关函数为,求的一维和二维概率密度。
解: 1)的一维概率密度:
2)平稳高斯过程n维概率密度等于n个以为概率密度的乘积。
2.11 对于两个零均值联合平稳随机过程和,已知,说明下列函数是否可能为他们的自相关函数,并说明原因。
解:a)自相关函数是偶函数,仅有(1)、(2)、(3)、(6)满足;
b),(a)中仅有(2)、(3)、(6)满足;
c)对于非周期平稳过程有,(b)中仅有(6)满足。
因此,(6)是自相关函数。
2.12 求随机相位正弦信号的功率谱密度,为在内均匀分布的随机变量,是常数。
解: 2.13 已知随机过程,式中是常数,是平稳过程,并且相互之间是正交的,若表示的功率普密度,证明功率谱密度为。
证:因是平稳过程,并且相互之间是正交的,。
2.14 由和联合平稳过程定义了一个随机过程。
1)和的数学期望和自相关函数满足那些条件可使是平稳过程。
2)将(1)的结果用到,求以和的功率谱密度和互谱密度表示的的功率谱密度。
3)如果和不相关,那么的功率谱密度是什么?解:
欲使与时间无关,不随时间函数、t变化,和的数学期望必须是;
在时,上式可写作与时间起点无关的表达式:
因此,当,时,是平稳过程。
2)对两边同时作傅氏变换:
3)和不相关,的互功率谱密度为零。
2.15 设两个随机过程和各是平稳的,且联合平稳。
式中,为在内均匀分布的随机变量,是常数。他们是否不相关、正交、统计独立。
又,和是非正交的。
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