信号与系统课后习题与解答第一章 下载本文

f(t)11f(t)0T2Tt0T2Tt-1(a)-1(b)图1-8(2)波形如图1-8(b)所示(图中?u(t)?2u(t?T)?u(t?2T)?sin(内是?sin(4?。在区间?T,2T?t))T

4?4?t),相当于将sin(t)倒像。 TT

1-8 试将教材中描述图1-15波形的表达式(1-16)和(1-17)改用阶越信号表示。 解 表达式(1-16)为

?当0?t?t0??e?at f(t)???at?a(t?t0)??当t?t??e?e0?这是一个分段函数。若借助阶越信号,则可将其表示为

f(t)?e?at?u(t)?u(t?t0)??[e?at?e?a(t?t0)]u(t?t0)?e?atu(t)?e?a(t?t0)u(t?t0)] 表达式(1-17)为

1??at(1?e)(0?t?t0)t?a ???f(?)d???11?(1?e?at)?(1?e?a(t?t0))(t0?t??)a?a借助阶越信号,可将其表示为 t11?1?a(t?t0)??at?atf(?)d??(1?e)[u(t)?u(t?t)]?(1?e)?[1?e]?u(t?t0)?0???aaa??

11?(a?e?at)u(t)?[1?e?a(t?t0)]u(t?t0)aa

1-9 粗略绘出下列各函数式的波形图: (1)f(t)?(2?e?t)u(t); (2)f(t)?(3e?t?6e?2t)u(t); (3)f(t)?(5e?t?5e?3t)u(t);

(4)f(t)?e?tcos(10?t)[u(t?1)?u(t?2)]。

f (t)291630(a) t0(b) f (t) t f (t) f (t)3210123(c) t1012 t-1图1-9(d)(1)信号波形如图1-9(a)所示。 (2)信号波形如图1-9(b)所示。 (3)信号波形如图1-9(c)所示。

(4)信号波形如图1-9(d)所示。在区间[1,2]包含cos(10?t)的5个周期。

1-10 写出如图所示各波形的函数式。

f(t)1321-20(a)2t012(b)图1-10t0(c)Tf(t)Ef(t)半周正弦波t

解 (a)由图1-10(a)可写出

?1?1?2t(?2?t?0)??1f(t)??1?t(0?t?2)

?2(其它)?0???t??于是f(t)??1???[u(t?2)?u(t?2)] 2??(b)由图1-10(b)可写出

(t?0)?0?1(0?t?1)?f(t)??

2(1?t?2)??t?2?3于是f(t)?[u(t)?u(t?1)]?2[u(t?1)?u(t?2)]?3u(t?2)?u(t)?u(t?1)?u(t?2) 实际上,可看作三个阶越信号u(t),u(t?1),u(t?2)的叠加,见图1-11,因而可直接写出其函数表达式为

u(t)1+0t01+t0图1-11tu(t-1)1u(t-2)1f(t)?u(t)?u(t?1)?u(t?2) (c)由图1-10(a)可写出

?????Esin?t?(0?t?T)f(t)???T?

?0(其它)????于是f(t)?Esin?t?[u(t)?u(t?T)]

?T?

1-11绘出下列各时间函数的波形图: (1)te?tu(t);

(2)e?(t?1)[u(t?1)?u(t?2)]; (3)[1?cos(?t)][u(t)?u(t?2)];

(4)u(t)?2u(t?1)?u(t?2);

?sina(t?t0)?; (5)

a(t?t0)d(6)[e?tsintu(t)]。

dt解 (1)信号波形如图1-12(a)所示,图中f(t)?te?tu(t)。

f(t)0.41e?1f(t)21ttf(t)0(a)f(t)1t012(b)012(c)f(t)1f(t)0120t0t0?4?2?3?42?-1(d)(d)7?4…t-1图1-12?(t?1)(f)

[u(t?1)?u(t?2)]。 (2)信号波形如图1-12(b)所示,图中f(t)?e(3)信号波形如图1-12(c)所示,图中f(t)?[1?cos(?t)][u(t)?u(t?2)]。 (4)信号波形如图1-12(d)所示,图中f(t)?u(t)?2u(t?1)?u(t?2)。

?sina(t?t0)?(5)信号波形如图1-12(e)所示,图中f(t)?,信号关于t?t0 偶对称。

a(t?t0)(6)因为 d?t[esintu(t)]??e?tsintu(t)?e?tcostu(t)?e?tsint?(t)dt

1?????e?tsintu(t)?e?tcostu(t)?cos?t??e?tu(t)4?2?所以该信号是衰减正弦波。其波形如图1-12(f)所示,图中f(t)?

d?t[esintu(t)]。 dt1-12 绘出下列各时间函数的波形图,注意它们的区间: (1)t[u(t)?u(t?1)]; (2)t?u(t?1);

(3)t[u(t)?u(t?1)]?u(t?1); (4)(t?1)u(t?1);

(5)?(t?1)[u(t)?u(t?1)]; (6)t[u(t?2)?u(t?3)];

(7)(t?2)[u(t?2)?u(t?3)]。

解 (1)信号波形如图1-13(a)所示,图中f(t)?t[u(t)?u(t?1)]。

f(t)11f(t)1f(t)01(a)t01(b)t01(c)tf(t)1f(t)f(t)3201t01t023t-1(d)f(t)123(e)(f)t-2(g)图1-13