信号与系统版课后答案_(郑君里)_高等教育出版社[1]

时间:2025-04-28

信号与系统

1-4 分析过程:

(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)→f 3 t

2

→f( 3t 2) 3

(3)方法三:f(t)→f( t)→f (t+2) →f( 3t 2) 解题过程:

(1)方法一:

方法二:

信号与系统

(1)f( at)左移t0:f a(t+t0) =f( at at0)≠f(t0 at) (2)f(at)右移t0:f a(t t0) =f(at at0)≠f(t0 at) (3)f(at)左移

t0 t

:f a t+0 =f(at+t0)≠f(t0 at) a a t0 t

:f a t 0 =f( at+t0)=f(t0 at) a a

(4)f(at)右移

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 解题过程: (1)

f(

t)=2 e

(

t

)u(t) (2)f(t)=(3e

t

+2e 2t)u(t)

信号与系统

(3)f(t)=5e 5e

t

(

2t

)u(t) (4)f(t)=e

t

cos(10πt) u(t 1) u(t 2)

1-12 解题过程:

信号与系统

注:1-9、1-12题中的时域信号均为实因果信号,即f(t)=f(t)u(t) 1-18 分析过程:任何信号均可分解为奇分量与偶分量之和的形式,即

f(t)=fe(t)+fo(t) (1)

其中,fe(t)为偶分量,fo(t)为奇分量,二者性质如下:

fe(t)=fe( t)

(2)

fo(t)= fo( t) (3)

(1)~(3)式联立得

1

f(t)+f( t) 2 1

fo(t)= f(t) f( t) 2fe(t)=

解题过程:

(a-1) (a-2)

(a-3)

(a-4)

信号与系统

(b) f(t)为偶函数,故只有偶分量,为其本身

(c-1)(c-2)

(c-3)(c-4)

(d-1)(d-2)

(d-3)(d-4)

1-20 分析过程:本题为判断系统性质:线性、时不变性、因果性 (1)线性(Linearity):基本含义为叠加性和均匀性

信号与系统

即输入x1(t),x2(t)得到的输出分别为y1(t),y2(t),T x1(t) =y1(t),

T 。 x2(t) =y2(t),则T c1x1(t)+c2x2(t) =c1y1(t)+c2y2(t)(c1,c2为常数)

线性系统是指系统的全响应可以分解为零输入响应和零状态响应,并且二者均分别具有线性性质。

本题未说明初始条件,可认为系统起始状态为零(“松弛”的),故零输入响应为零,只需判断系统的输入——输出是否满足线性。

(2)时不变性(Time-Invariblity):是指当激励延迟一段时间t0时,其响应也同样延迟t0,波形形状不变。

(3)因果性(Causality):是指系统在t0时刻的响应只与t=t0和t<t0的时刻有关,与未来的时刻无关。

满足因果性的系统又称为物理可实现系统。 判断因果性的方法:

① 通过时域关系式:y(t)=T x(t) 判断是否可能有y(t1)=T x(t2) ,t1<t2的时刻出现。若有则非因果系统,否则为因果系统; ② 对于时间连续系统

冲激响应 h(t)

③ 对于时间离散系统

=h(t)u(t) ≠h(t)u(t)

因果系统 非因果系统

=h(n)u(n) 单位冲激响应 h(n) ≠h(n)u(n)

解题过程: (1)r(t)=

因果系统 非因果系统

de(t)

dt

d c1e1(t)+c2e2(t) de1(t)de2(t) =crt+crt

、r2(t)=,则线性:r1(t)=11()22()dtdtdt

时不变:输入e(t t0),输出

de(t t0)de(t t0)

==r(t t0) dtdt t0因果:r(t)仅与此时刻e(t)有关 (2)r(t)=e(t)u(t)

线性:设r1(t)=e1(t)u(t)、r2(t)=e2(t)u(t), 则 c1e1(t)+c2e2(t) u(t)=c1r1(t)+c2r2(t)

信号与系统

时变:输入e(t t0),输出e(t t0)u(t)≠e(t t0)u(t t0)=r(t t0) 因果:r(t)仅与此时刻e(t)有关 (3)r(t)=sin e(t) u(t)

非线性:设r1(t)=sin e1(t) u(t)、r2(t)=sin e2(t) u(t), 则sin c1e1(t)+c2e2(t) u(t)≠sin c1e1(t) u(t)+sin c2e2(t) u(t)

时变:输入e(t t0),输出sin e(t t0) u(t)≠sin e(t t0) u(t t0)=r(t t0) 因果:r(t)仅与此时刻e(t)有关 (4)r(t)=e(1 t)

线性:设r1(t)=e1(1 t)、r2(t)=e2(1 t),则c1e1(1 t)+c2e2(1 t)=c1r1(t)+c2r2(t) 时变:设e1(t)=u(t) u(t 1.5),则r1(t)=u(t+0.5) u(t)

e2(t)=e1(t 0.5)=u(t 0.5) u(t 2),则r2(t)=u(t+1) u(t 0.5)≠r1(t 0.5)

非因果:取t=0,则r(0)=e(1),即t=0时刻输出与t=1时刻输入有关。 (5)r(t)=e(2t)

线性:设r1(t)=e1(2t)、r2(t)=e2(2t),则c1e1(2t)+c2e2(2t)=c1r1(t)+c2r2(t) 时变:设e1(t)=u(t) u(t 2),则r1(t)=u(t) u(t 1)

e2(t)=e1(t 2)=u(t 2) u(t 4),则r2(t)=u(t 1) u(t 2)≠r1(t 2)

非因果:取t=1,则r(1)=e(2),即t=1时刻输出与t=2时刻输入有关。 (6)r(t)=e

2

(t)

2

非线性:设r1(t)=e1(t)、r2(t)=e22(t),

2

2

2

2

则 c1e1(t)+c2e2(t) =c1e1(t)+c2e2时不变:输入e(t t0),输出e

2

2

(t)+2c1c2e1(t)e2(t)≠c1r1(t)+c2r2(t)

(t t0)=r(t t0)

因果:r(t)仅与此时刻e(t)有关

信号与系统

(7)r(t)=

∫e(τ)dτ

∫e(τ)dτ、r(t)=∫e(τ)dτ,

1

2

2 ∞

5t

5t

t

线性:设r1(t)=

5t

tt

c1e1(τ)+c2e2(τ) dτ=r1(t)=c1∫ ∞e1(τ)dτ+c2∫ ∞e2(τ)dτ=c1r1(t)+c2r2(t) ∫ ∞

时变:输入e(t t0),输出非因果:t=1时,r(1)=

5t

e(τ t0)dτ=

τ t0=x

5t t0

e(x)dx≠∫

5(t t0)

e(x)dx=r(t t0)

∫e(τ)dτ,r(1)与( ∞,5]内的输入有关。

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