数字信号处理(姚天任江太辉第三版)课后习题答案(2)

2019-04-15 18:41

≤M|sin[?2?(n- k)+]|≤M 63故系统是稳定系统。

因y(n)只取决于现在和过去的输入x(n),不取决于未来的输入,故该系统是因果系统。 (3)设 y1(n)=

k????x(k) ,y(n)=?x(k),由于

1nn22k???y(n)=T[ax1(n)+ bx2(n)]=

k???nn?[ax(k)? bx(k)]

12n =a

k????x(k)+ b?x(k)=ay(n)+by(n)

1212

k???故该系统是线性系统。

因 y(n-k)=

k????x(k)= ?x(m?t)

m???n?tn=T[x(n-t)]

所以该系统是非移变系统。

设 x(n)=M<∞ y(n)=

k????M=∞,所以该系统是不稳定系统。

nn因y(n)只取决于现在和过去的输入x(n),不取决于未来的输入,故该系统是因果系统。 (4)设 y1(n)=

k?n0?x(k) ,y(n)=?x(k),由于

1n22k?n0y(n)=T[ax1(n)+ bx2(n)]=

k?n0nn?[ax(k)? bx(k)]

12n = a

k?n0?x(k)+b?x(k)=ay(n)+by(n)

1212

k?n0故该系统是线性系统。

因 y(n-k)=

k?n0?x(k)= ?x(m?t)

m?n0?tn?tn≠T[x(n-t)]=

所以该系统是移变系统。

k?n0?x(m?t)

n设x(n)=M,则limy(n)= lim(n-n0)M=?,所以该系统不是稳定系统。

n??n??显而易见,若n≥n0。则该系统是因果系统;若n

y(n)=T[ax1(n)+bx2(n)]=(ax1(n)+bx2(n))g(n) =ax1(n)g(n)+b2(n)=ay1(n)+by2(n)

故系统是线性系统。 因y(n-k)=x(n-k),而

T[x(n-k)]=x(n-k)g(n)≠y(n-k) 所以系统是移变系统。 设|x(n)|≤M

|y(n)|=|x(n)g(n)|=M|g(n)| 所以当g(n)有限时该系统是稳定系统。

因y(n)只取决于现在和过去的输入x(n),不取决于本来的输入,故该系统是因果系统。

2.8 讨论下列各线性非移变系统的因果性和稳定性 (1)h(n)=2u(-n) (4) h(n)=( (2) h(n)=-au(-n-1) (5) h(n)=

nn1n)u(n) 21u(n) nn (3) h(n)=?(n+n0), n0≥0 (6) h(n)= 2Rnu(n)

解 (1)因为在n<0时,h(n)= 2≠0,故该系统不是因果系统。

n 因为S=

n?????|h(n)|=

?n?0?|2|=1

n(2) 因为在n

n?????????|h(n)|=

n????????1| a|=

nn????a

?n,故该系统只有在|a|>1时才是稳定系统。

(3) 因为在n

|h(n)|=

|?(n+n0)|=1

n???n???(4) 因为在n

|h(n)|=

n????n?0|(

1n)|

1u(n)=0,故该系统是因果系统 。 n 因为S=

n???????|h(n)|=

n??????11|u(n)|= ?=?,故该系统不是稳定系统。 nnn?0(6) 因为在n

|h(n)|=

n????n?0N?1|2|=2-1

nN

2.9 已知y(n)-2cos?y(n-1)+y(n-2)=0,且y(0)=0,y(1)=1,求证y(n)=证明 题给齐次差分方程的特征方程为

sin(n?)

sin??2-2cos?·?+1=0

?1=cos?+jsin?=ej?,?2=cos?-jsin?= e?j?

y(n)=c1?n由特征方程求得特征根

齐次差分方程的通解为

1+c2?n2=c1e

j?n+c2e

?j?n

代入初始条件得

y(0)=c1+c2=0 y(1)= c1e

j?n+c2e

?j?n=1

由上两式得到

c1=

111=,c=- c=- 21ej?n?e?j?n2sin?2sin?将c1和c2代入通解公式,最后得到

2.10 已知y(n)+2?y(n-1)+?(n-2)=0,且y(0)=0,y(1)=3,y(2)=6,y(3)=36,求y(n) 解 首先由初始条件求出方程中得系数a和b 由

y(n) =c1e

j?n+c2e

?j?n=

1sin(?n)j?n?j?n( e+ e)=

2sin?sin??y(2)?2ay(1)?by(0)?6?6a?0 ??y(3)?2ay(2)?by(1)?36?12a?3b?0可求出 a=-1,b=-8 于是原方程为

y(n)-2y(n-1)-iy(n-2)=0 由特征方程?

2-2?-8=0求得特征根

?1=4 ,?2=-2

y(n)=c1?n齐次差分方程得通解为

1+c2?n2= c14+c2(-2)

nn代入初始条件得

y(n)= c1?1+c2?2= 4?1+2?2=3

由上二式得到

c1=

11,c2=- 22将c1和c2代入通解公式,最后得到

y(n)=c1?n1+c2?n2=

1nn[4-(-2) ] 2

2.11 用特征根法和递推法求解下列差分方程: y(n)-y(n-1)-y(n-2)=0,且y(0)=1,y(1)=1

解 由特征方程?2-?-1=0求得特征根

?1=

1?51?5,?2= 22

n通解为y(n)=c1?代入初始条件得

1+c2?n2=c1(1?5n1?5n)+c2() 22

?c1?c2?1? ?1?51?5)?c2()?1?c1(?22

c1=求出

1?51?5,c2= 2525最后得到通解

y(n)= c1(

1?5n1?5n)+ c2() 2525 =11?5n?11?5n?1[()-()] 52525

2.12 一系统的框图如图P2.12所示,试求该系统的单位取样响应h(n)和单位阶跃响应

+ x(n) x-1解 由图可知

y(n)=x(n)+ ?y(n-1)

?

为求单位取样响应,令x(n)=?(n),于是有

h(n)= ?(n)+ ?h(n-1)

由此得到

h(n)=

?(n)n=?u(n)

1??D阶跃响应为

y(n)=h(n)*u(n)=

?k?0n?ky(k)u(n-k)

1??n?1=u(n) 1??2.13 设序列x(n)的傅立叶变换为X(e

jw),求下列各序列的傅立叶变换

jw解 (1)F[ax1(n)+bx2(n)]=aX1(e(2)F[x(n-k)]=e(3)F[e

jw0n?jwk)+bX2(e

jw)

X(e

jw) ]

x(n)]=X[e

?jwj(w?w0)(4)F[x(-n)]=X(e

**) ) )

(5)F[x(n)]=X(e

**?jw(6)F[x(-n)]= X(e(7)

jw


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