线性系统分析吴大正第四版习题复习资料.pdf
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1、专业课习题解析课程专业课习题解析课程西安电子科技大学西安电子科技大学844844 信号与系统信号与系统专业课习题解析课程专业课习题解析课程第第 1 1 讲讲第一章第一章 信号与系统(一)信号与系统(一)专业课习题解析课程专业课习题解析课程第第 2 2 讲讲第一章第一章 信号与系统(二)信号与系统(二)1-11-1 画出下列各信号的波形【式中画出下列各信号的波形【式中r(t)t(t)】为斜升函数。】为斜升函数。(2 2)f(t)e t,t (3 3)f(t)sin(t)(t)(4 4)f(t)(sint)(5 5)f(t)r(sint)(7 7)f(t)2k(k)解:各信号波形为解:各信号波形为
2、(2 2)f(t)e t,t (3 3)f(t)sin(t)(t)(1010)f(k)1(1)k(k)4 4)f(t)(sint)5 5)f(t)r(sint)(7 7)f(t)2k(k)1010)f(k)1(1)k(k)(1-21-2 画出下列各信号的波形画出下列各信号的波形 式中式中r(t)t(t)为斜升函数为斜升函数。(1 1)f(t)2(t 1)3(t 1)(t 2)(2 2)f(t)r(t)2r(t 1)r(t 2)(5 5)f(t)r(2t)(2t)(8 8)f(k)k(k)(k 5)(1111)kf(k)sin()(k)(k 7)6kf(k)2(3 k)(k)(1212)解:各信
3、号波形为解:各信号波形为(1 1)f(t)2(t 1)3(t 1)(t 2)(2 2)f(t)r(t)2r(t 1)r(t 2)(5 5)f(t)r(2t)(2t)(8 8)f(k)k(k)(k 5)(1111)kf(k)sin()(k)(k 7)6(1212)f(k)2k(3 k)(k)1-31-3 写出图写出图 1-31-3 所示各波形的表达式。所示各波形的表达式。1-41-4 写出图写出图 1-41-4 所示各序列的闭合形式表达式。所示各序列的闭合形式表达式。1-51-5 判别下列各序列是否为周期性的。如果是,确定其周期。判别下列各序列是否为周期性的。如果是,确定其周期。(2 2)解:解
4、:3f2(k)cos(k)cos(k)4436(5 5)f5(t)3cost 2sin(t)1-61-6 已知信号已知信号f(t)的波形如图的波形如图 1-51-5 所示,画出下列各函数的波形。所示,画出下列各函数的波形。(1 1)f(t 1)(t)(2 2)f(t 1)(t 1)(5 5)f(1 2t)df(t)t(7 7)dt(8 8)f(x)dx解:各信号波形为解:各信号波形为(1 1)f(t 1)(t)6 6)f(0.5t 2)(2 2)f(t 1)(t 1)5 5)f(1 2t)(6 6)f(0.5t2)df(t)(7 7)dt(8 8)tf(x)dx(1-71-7 已知序列已知序列
5、f(k)的图形如图的图形如图 1-71-7 所示,画出下列各序列的图形。所示,画出下列各序列的图形。(1 1)(3 3)(5 5)f(k 2)(k)(2 2)f(k 2)(k 2)f(k 2)(k)(k 4)(4 4)f(k 2)f(k 2)(k 1)(6 6)f(k)f(k 3)解:解:df(t)f(t)1-91-9 已知信号的波形如图已知信号的波形如图 1-111-11 所示,分别画出所示,分别画出和和dt的波形。的波形。解:由图解:由图1-111-11 知,知,f(3t)的波形如图的波形如图 1-12(a)1-12(a)所示(所示(f(3t)波形是由对波形是由对f(3 2t)的的波形展宽
6、为原来的两倍而得)波形展宽为原来的两倍而得)。将。将f(3t)的波形反转而得到的波形反转而得到f(t 3)的波形,如图的波形,如图1-12(b)1-12(b)所示。所示。再将再将f(t 3)的波形右移的波形右移 3 3 个单位,个单位,就得到了就得到了f(t),如图如图 1-12(c)1-12(c)所示。所示。df(t)的波形如图的波形如图dt1-12(d)1-12(d)所示。所示。1-101-10 计算下列各题。计算下列各题。dtd2(1 1)2cost sin(2t)(t)(2 2)(1t)e(t)dtdt(5 5)t sin()(t 2)dt(8 8)42tt(1 x)(x)dx1-12
7、1-12 如图如图 1-131-13 所示的电路,写出所示的电路,写出(1 1)以)以uC(t)为响应的微分方程。为响应的微分方程。(2 2)以)以iL(t)为响应的微分方程。为响应的微分方程。1-201-20 写出图写出图 1-181-18 各系统的微分或差分方程。各系统的微分或差分方程。1-231-23 设系统的初始状态为设系统的初始状态为x(0),激励为,激励为f(),各系统的全响应,各系统的全响应y()与激励和初始状与激励和初始状态的关系如下,试分析各系统是否是线性的。态的关系如下,试分析各系统是否是线性的。(1 1)y(t)e x(0)0sin xf(x)dx(2 2)y(t)f(t
8、)x(0)0f(x)dxttt(3 3)y(t)sinx(0)tt0f(x)dxk(5 5)y(k)kx(0)f(j)j04 4)y(k)(0.5)kx(0)f(k)f(k 2)(1-251-25 设激励为设激励为f(),下列是各系统的零状态响应,下列是各系统的零状态响应yzs()。判断各系统是否是线性的、。判断各系统是否是线性的、时不变的、因果的、稳定的?时不变的、因果的、稳定的?df(t)(1 1)yzs(t)(2 2)yzs(t)f(t)(3 3)yzs(t)f(t)cos(2t)dt(4 4)yzs(t)f(t)(5 5)yzs(k)f(k)f(k 1)k(7 7)yzs(k)f(j)
9、(8 8)yzs(k)f(1 k)j06 6)yzs(k)(k 2)f(k)(1-281-28 某一阶某一阶 LTILTI 离散系统,其初始状态为离散系统,其初始状态为x(0)。已知当激励为。已知当激励为y(k)(k)时,其全响应时,其全响应1为为若初始状态不变,当激励为若初始状态不变,当激励为 f(k)时,其全响应为时,其全响应为y(k)2(0.5)2k1(k)若初始状态为若初始状态为2x(0),当激励为,当激励为4 f(k)时,求其全响应。时,求其全响应。第二章第二章2-12-1 已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应。已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应
10、。(1 1)y(t)5y(t)6y(t)f(t),y(0)1,y(0)1(4 4)y(t)y(t)f(t),y(0)2,y(0)02-22-2 已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其0值值y(0)和和y(0)。(2 2)y(t)6y(t)8y(t)f(t),y(0)1,y(0)1,f(t)(t)(4 4)y(t)4y(t)5y(t)f(t),y(0)1,y(0)2,f(t)e2t(t)解:解:2-42-4 已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应、零状态响应和全响应。已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应、零状态响
11、应和全响应。t(2 2)y(t)4y(t)4y(t)f(t)3f(t),y(0)1,y(0)2,f(t)e(t)解:解:2-82-8 如图如图 2-42-4 所示的电路,若以所示的电路,若以iS(t)为输入,为输入,uR(t)为输出,试列出其微分方程,并为输出,试列出其微分方程,并求出冲激响应和阶跃响应。求出冲激响应和阶跃响应。2-122-12 如图如图 2-62-6 所示的电路,以电容电压所示的电路,以电容电压uC(t)为响应,试求其冲激响应和阶跃响应。为响应,试求其冲激响应和阶跃响应。2-162-16 各函数波形如图各函数波形如图 2-82-8 所示,图所示,图 2-8(b)2-8(b)、
12、(c)(c)、(d)(d)均为单位冲激函数,试求下列均为单位冲激函数,试求下列卷积,并画出波形图。卷积,并画出波形图。(1 1)f1(t)*f2(t)(2 2)f1(t)*f3(t)(3 3)f1(t)*f4(t)(4 4)f1(t)*f2(t)*f2(t)(5 5)f1(t)*2 f4(t)f3(t 3)波形图如图波形图如图 2-9(a)2-9(a)所示。所示。波形图如图波形图如图 2-9(b)2-9(b)所示。所示。波形图如图波形图如图 2-9(c)2-9(c)所示所示。波形图如图波形图如图 2-9(d)2-9(d)所示。所示。波形图如图波形图如图 2-9(e)2-9(e)所示。所示。2-
13、202-20 已知已知f1(t)t(t),f2(t)(t)(t 2),求求y(t)f1(t)*f2(t 1)*(t 2)2(tx)y(t)ef(x 2)dxy(t)f(t)2-222-22 某某 LTILTI 系统,其输入系统,其输入与输出与输出的关系为的关系为t1求该系统的冲激响应求该系统的冲激响应h(t)。2-282-28 如图如图 2-192-19 所示的系统,试求输入所示的系统,试求输入f(t)(t)时,系统的零状态响应。时,系统的零状态响应。2-292-29 如图如图 2-202-20 所示的系统,所示的系统,它由几个子系统组合而成,它由几个子系统组合而成,各子系统的冲激响应分别为各
14、子系统的冲激响应分别为ha(t)(t 1)hb(t)(t)(t 3)求复合系统的冲激响应。求复合系统的冲激响应。第三章习题第三章习题3.13.1、试求序列、试求序列的差分的差分、和和。3.63.6、求下列差分方程所描述的、求下列差分方程所描述的LTILTI离散系统的零输入相应、零状态响应和全响应。离散系统的零输入相应、零状态响应和全响应。1 1)3 3)5 5)3.83.8、求下列差分方程所描述的离散系统的单位序列响应。、求下列差分方程所描述的离散系统的单位序列响应。2 2)5 5)3.93.9、求图所示各系统的单位序列响应。、求图所示各系统的单位序列响应。(a a)(c c)3.103.10
15、、求图所示系统的单位序列响应。、求图所示系统的单位序列响应。3.113.11、各序列的图形如图所示,求下列卷积和。、各序列的图形如图所示,求下列卷积和。(1 1)(2 2)(3 3)4 4)(3.133.13、求题、求题3.93.9图所示各系统的阶跃响应。图所示各系统的阶跃响应。3.143.14、求图所示系统的单位序列响应和阶跃响应。、求图所示系统的单位序列响应和阶跃响应。3.153.15、若、若LTILTI离散系统的阶跃响应离散系统的阶跃响应,求其单位序列响应。,求其单位序列响应。3.163.16、如图所示系统,试求当激励分别为(、如图所示系统,试求当激励分别为(1 1)(2 2)时的零状态
16、响应。时的零状态响应。3.183.18、如图所示的离散系统由两个子系统级联组成,已知、如图所示的离散系统由两个子系统级联组成,已知,求该系统的零状态响应,求该系统的零状态响应,激励,激励。(提示:利用卷积和的结合律和交换律,可以。(提示:利用卷积和的结合律和交换律,可以简化运算。)简化运算。)3.223.22、如图所示的复合系统有三个子系统组成,它们的单位序列响应分别为、如图所示的复合系统有三个子系统组成,它们的单位序列响应分别为,求复合系统的单位序列响应。,求复合系统的单位序列响应。,第四章习题第四章习题4.64.6 求下列周期信号的基波角频率和周期求下列周期信号的基波角频率和周期 T T。
17、(1 1)ej100t(2 2)cos(t 3)2(3 3)cos(2t)sin(4t)(4 4)cos(2t)cos(3t)cos(5t)(5 5)cos(t)sin(t)(6 6)cos(t)cos(t)cos(t)242354.74.7 用直接计算傅里叶系数的方法,求图用直接计算傅里叶系数的方法,求图 4-154-15 所示周期函数的傅里叶系数(三角形式或指数形所示周期函数的傅里叶系数(三角形式或指数形式)式)。图图 4-154-154.104.10 利用奇偶性判断图利用奇偶性判断图 4-184-18 示各周期信号的傅里叶系数中所含有的频率分量。示各周期信号的傅里叶系数中所含有的频率分量
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