第一章作业解答
解:(b )jt t t j e e e t x --+-==)1(2)(
由于)()(2)1()1())(1(2t x e e e T t x T j t j T t j ≠==++-+-++-,故不是周期信号;
(或者:由于该函数的包络随t 增长衰减的指数信号,故其不是周期信号;) (c )n j e n x π73][= 则πω70= 7
2
20
=
ωπ
是有理数,故其周期为N=2;
解:]4[1][1)1(]
1[1][4
3--=--==+---=∑∑∞
=∞
=n u m n m
k k n n x m k δδ
-3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 6 n
1
…
减去:
-3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 6 n
u[n-4]
等于:
-3 –2 –1 0 1 2 3
4 5 6 n
…
故:]3[+-n u 即:M=-1,n 0=-3。
解:x(t)的一个周期如图(a)所示,x(t)如图(b)所示:
而:g(t)如图(c)所示
……
dt
t dx )
(如图(d )所示:
……故:
)1(3)(3)
(--=t g t g dt
t dx 则:1t ,0t 3,3
2121==-==;A A 1.15
解:该系统如下图所示: 2[n]
(1)
]
4[2]3[5]2[2]}4[4]3[2{2
1
]}3[4]2[2{]3[2
1
]2[][][1111111222-+-+-=-+-+-+-=-+
-==n x n x n x n x n x n x n x n x n x n y n y
即:]4[2]3[5]2[2][-+-+-=n x n x n x n y
(2)若系统级联顺序改变,该系统不会改变,因为该系统是线性时不变系统。
(也可以通过改变顺序求取输入、输出关系,与前面做对比)。
解:(a )因果性:)(sin )(t x t y =
举一反例:当)0()y(,0int s x t =-=-=ππ则时输出与以后的输入有关,不是因果的;
(b )线性:按照线性的证明过程(这里略),该系统是线性的。
1.20
解:(a ))(2
1)2cos()(221t j t
j e e t t x -+=
= 则:)(2
1
)}(21{)(33221t j t j t j t j e e e e T t y --+=+=;
(b) t j j t j j t j t j e e e e e e t t x 2121)12()12(22
1
21)(21))21(2cos()(-----+=+=-=
则:)3
1(3cos )(212121)()3
1
(3)31
(331312-=+=+=-----t e e e e e e t y t j t j t j j t j j
(注意:此系统不是时不变系统。
)
(b)x(2-t)
(c)x(2t+1)
(d)x(4-t/2)
2
(b)x[3-n]
1
1
1 1
x[n+3]
1 x[-n+3]
1
1
1
解:
x[3n+1]
1
1
1 1
x[n+1]
(注意:离散信号压缩后,只取整数点的值,压缩后会损失信息) (e) x[n]u[3-n]=x[n]
1
1
1
1 x[n]u[3-n]
则:)]()([21)(t x t x t x e -+=
,)]()([2
1
)(t x t x t x o --=分别如下图所示:
(注意:在对信号做奇偶分解时,尽量用图形的方式直观;而表达式烦琐,且容易出错)
解:(a))3
4cos(3)(π
+
=t t x 是周期信号, 40=ω 2
20
π
ωπ
=
=
T
6
解:(a ))176sin(
][+=n n x π 7
60π
ω= 则:
3
7
20
=
ωπ
为有理数,故该信号是周期的,其周期N=7; (b ))8
1cos(][π-=n n x 8
10=
ω 则:
πωπ
1620
=为无理数,故该信号不是周期的;
7
先证明几个基本的系统:时移系统、反折系统、尺度系统的线性、时不变、因果、稳定性; 一:时移系统:)()(1t t x t y -=
(1) 线性:
)
()()()(122111t t x t y t t x t y -=-=
令:
满足可加性
)()()1()1()()()()()(2121133213t y t y t x t x t t x t y t x t x t x +=-+-=-=→+=满足齐次性)()()()()()(11114414t ky t t kx t t x t y t kx t x =-=-=→=
故:时移系统是线性系统; (2) 时不变性:)()(111t t x t y -=
令:)()()()()(101122012t t t x t t x t y t t x t x --=-=→-=
而:)()(01101t t t x t t y --=-
统。
故时移系统是时不变系)
()(201t y t t y =- (3)因果性:由定义可知,当01≥t ,则系统是因果的;否则为非因果系统; (4)记忆性:由定义可知,时移系统是记忆系统;
(5)稳定性:由于信号进行时移后,不影响幅度,故时移系统是稳定的;
二 反折系统: 线性、时变、非因果、记忆、稳定; 三 尺度系统:线性、时变、非因果、记忆、稳定;
(a) )2()2()(t x t x t y -+-=
解:由于该系统由时移与反折系统所组成,故性质由二者决定: 线性、时变、非因果、记忆、稳定;
(b ))(]3[cos )(t x t t y =
线性(略):是线性的 时不变性:)(]3[cos )(1t x t t y =
令:)(]3[cos )(]3[cos )()()(0122012t t x t t x t t y t t x t x -==→-= 而:)()](3[cos )(01001t t x t t t t y --=-
故系统时变)
()(201t y t t y ≠-
(总结:若y(t)与x(t)之间的关系除了x(t)的形式外,还包括有关于t 的函数,则该系统是时变系统)
因果性:输出仅与x(t)的当前值有关,故系统因果;
(注意,因果性的定义:仅与当前值或以前值有关【二者只要满足一个就是】)
记忆性:输出仅与x(t)的当前值有关,故为非记忆系统;
稳定性:由于cos3t 是有界的函数,则x(t)有界,y(t)有界,故系统稳定;
(c )⎰∞-=t
d x t y 2)()(ττ
解:线性:该系统是线性的(参考1小题证明);
时不变性:
⎰∞
-=t
d x t y 211)()(ττ
令:)()(012t t x t x -=
则:
⎰
⎰
⎰⎰-∞
--∞
-∞
-∞
-===--==0
21210201222)(')'('
)()()(t t t t t t
d x d x t d t x d x t y τ
ττττττ
τττ令
而:
⎰
⎰
-∞
--∞
-==-00221)(2101)()()(t t t t d x d x t t y τ
τττ
故系统时变)
()(201t y t t y ≠-
(注意,若这里的积分上限是t ,不是2t ,则系统是时不变的) 其他为:记忆、非因果,不稳定; (d )该式改写为:
)()]2()([)(t u t x t x t y -+=
线性:系统是线性、时变、因果、记忆、稳定的; 1.31
解:(a)
)2()((112--=t x t x t x
由于该系统是LTI 系统,则)2()((112--=t y t y t y
(b ))1()1((113-++=t x t x t
x
由于该系统是LTI 系统,则
)1()1()(113-++=t y t y t y
t
t。