5.1分别绘出以下各序列的图形
(1))()
2
1
()( kkx
k
ε=
(2))(2)( kkx
k
ε=
(3))()
2
1
()( kkx
k
ε?=
(4))()2()( kkx
k
ε?=
(5))1(2)(
1
?=
?
kkx
k
ε
(6))()
2
1
()(
1
kkx
k
ε
?
=
5.2写出下列各序列的图形
(1)() ()f kkkε= (2)() ()f kkkε=?
(3)() ( 4)fk k kε=? (4)() ( 4)( 4)fk k kε= ??
(5)() ( 4)( 4)fk k kε=? + (5)() ( 4)( 4)fk k kε= ++
5.3写出图示各序列的表达式
0 k1 2 3 4 51?
1
()f k
1
2
3
()a
0 1 2 3 4 5 61?
k
2
()f k
2 22
()b
0 1
2
3
4
5
6
1?
k
3
()f k
111
()c
1? 1? 1?
0
1 2
3 4 561?
k
4
()f k
11
()d
1?
1? 1?
图P5.1
5.4试用归纳法写出下列右边序列的闭式
(1){2, 1,2,7,14,23, }?? "
(2){ 1,1, 1,1, 1,1, }??? "
(3)
35917
{1,,,, ,}
24816
"
(4){0, 2,8, 24,64,160, } "
5.5试判断如下序列是否是周期函数,若是,求最小周期。
(1)() sin
5
f nn
π
= (2)
3
( ) 10cos( )
78
fn n
π π
=?
(3)
2
sin ( )
12
π
(4)() {( 3) ( 13)}
n
f nnmnmδδ
∞
=?∞
??
∑
5.6一个有限长连续时间信号,时间长度为2分钟,频谱包含有直流至100Hz分量的连续时
间信号。为便于计算机处理,对其取样以构成离散信号,求最小的理想取样点数。
5.7对信号
2
2
sin( )
() sin ( )
s
s
s
B t
ft c Bt
Bt
π
π
π
??
==
??
??
,以取样时间间隔分别为
11
2
s s
TT
B B
==及
进行理想取样,试绘出取样后得到序列的频谱并比较。
5.8一人每年初在银行存款一次,设其第k年新存款为()f k,若银行年息为α,每年所得
利息自动转存下年,以()yk表示第k年的存款总额,试列其差分方程。
5.9把)(kx升的液体A和)](100[ kx?升的液体B都倒入一容器中[限定100)( ≤kx升],该
容器内已有900升的A与B之混合液。均匀混合后,再从容器倒出100升混合液。如此重
复上述过程,在第k个循环结束时,若A在混合液中所占百分比为)(ky,试列出求)(ky的
差分方程。如果已知50)( =kx,0)( =ky,解)(ky,并指出其中的自由分量与强迫分量,
当∞→k时)(ky为多少?再从直觉的概念解释此结果。
5.10设某线性时不变离散系统具有一定初始状态(0)x,已知当激励为()f k时,响应
1
1
() () ()
2
k
yk kε=+ (0)k ≥;若初始状态不变,当激励为()f k?时响应
2
1
() ( ) ()
2
k
yk kε=? ? (0)k ≥;求当初始状态增大一倍为2 (0)x,激励为4()f k时,系
统的响应
3
()y k。
5.11如图P5.2,(1)列出系统的差分方程,(2)若() (), (0) 1, (1) 2fn n n y yε= ==且,求
完全响应()yn。
2
5
6
D D D∑
)(kf
)(ky
图P5.2
5.12试列写出图P5.3所示离散时间系统的差分方程。
∑ DD
3?
5?
)(ke
)(ky
)(a
∑ D D D ∑
)(ke )(ky
8?
17?
10?
6
17
)(b
∑ ∑D D
)(ke )(ky
a?
b?
c
)(c
图P5.3
5.13下列系统方程中,()f k和()yk分别表示系统的输入和输出,试写出各离散系统的传输
算子()Hp
(1)(2) (1) () (1) ()yk ayk byk cfk dfk+= ++ + ++
(2)() 2( 2) () ( 1)yk yk fk fk=?++?
(3)(1)5()6(1) ()2(1)yk yk yk fk fk++ + ?= ? ?
(4)() 4( 1) 5( 3) ( 1) 3 ( 2)yk yk yk fk fk+?+?=?+?
5.14已知离散系统的差分方程为
71 1
() (1) (2) () (1)
12 12 2
yk yk yk f k f k? ?+ ?= ? ?,试画
出该系统的一种时域模拟图。
5.15求下列系统的零输入响应()
zi
y k,已知激励()f k在0k =时输入。
(1)6( 2) 5( 1) () ()yk yk yk f k++ ++ = (2) (1) 2yy? =?=
(2)( ) 0.5 ( 1) 0.5 ( 2) ( )yk yk yk fk+???= (2) 0, (1) 1yy? =?=
(3)(2)3(1)2()0yk yk yk++ ++ = (0) 2, (1) 1yy= =
(4)(2)9()0yk yk++ = (0) 4, (1) 0yy= =
(5)() 2( 1) ( 2) 0yk yk yk+?+?= (0) ( 1) 2yy= ?=
(6)(3)6(2)12(1)8()()yk yk yk yk kε++ ++ ++ = (1) 1, (2) 2, (3) 23yy y= ==?
(7)
2
6 ( ) 5 ( 1) ( 2) ( 1) ( 2)
k
yk yk yk kε
?
??+?=? ? (0) 15, (1) 9yy= =
5.16求下列差分方程所描述的系统的单位序列响应。
(1)
1
() ( 1) ()
9
yk yk f k??=
(2)
11
() ( 1) ( 2) ()
48
yk yk yk f k+???=
(3)
1
( 2) ( 1) () ()
4
yk yk yk f k+? ++ =
(4)(2)() (1) ()yk yk fk fk+? = +?
(5)
34
( 2) ( 1) () ()
525
yk yk yk f k+? +? =
(6)() 4( 1) 8( 2) ()yk yk yk f k??+?=
5.17求图P5.4所示各系统的单位函数响应
)(ke
∑
)(ky
D D
1
)(a
)(ke
∑
)(ky
D D
)(b
1?
4/1?
∑ ∑D
)(ke
)(kf
)(c
1
1?
2/1
∑ ∑D
)(ke
)(kf
)(d
D
2
1?
图P5.4
5.18计算下列各对信号的卷积和
(1)
1
() () ( 4),() ( ) ()
2
n
f nnnhn nε εε=?? =
(2)() 2[() ( 2)],() () ( 2)
n
fn n n hn n nεε δδ=?? =??
(3)() 0.5 (),() 0.8 ()
nn
f nnhnnε ε==
5.19计算下列离散卷积
(1)
12
1, 0,1
()[(1)(2)], 2, 2
0,
n
fn n n n f nεε
=
?
?
=+??=?=
?
?
?
其他
(2)
12
() {3,2,1, 3}, () {2,4, 2}fn fn=? =?
5.20已知系统差分方程为
(1)
1
2() ( 1) 2 (), () () ()
3
k
yk yk fk fk kε+?= =
(2)6() 5( 1) ( 2) 6(), () ()yk yk yk f k fk kε??+?= =
求系统的零状态响应()
zs
y k。
5.21求下列差分方程所描述的离散系统的零输入响应,零状态响应和全响应。
(1)( 1) 2() (), () (), (0) 0
k
x
yk yk fk fk e k yε
?
++ = = =
(2)() 3( 1) 2( 2) (), () (), (1) 1, (2) 0yk yk yk fk fk k y yε+?+?= = ?=?=
(3)() 5( 1) 6( 2) () ( 1), () (), (0) 1, (2) 16yk yk yk fk fk fk k y yε+?+?=?? = = =?
5.22已知线性时不变系统的单位冲激响应()hk以及输入()x k,求输出()yk,并绘图示出
()yk。
5.23一系统的系统方程及初始条件分别如下:
( 2) 3( 1) 2() ( 1) 2();yk yk yk ek ek+? ?+ = +? (0) (1) 1,() ()
zi zi
y yekkε= ==
求:(1)零输入响应()
zi
y k,零状态响应()
zs
y k及全响应()yk。
(2)判断该系统是否稳定。
(3)绘出系统框图。
5.24已知线性时不变系统的差分方程及初始条件为
(2)3(1)2() ();(0)1,(1)2
xx
yk yk yk f k y y++ ++ = = =
(1)绘出系统框图;
(2)求系统的单位冲激响应()hk;
(3)若() ( 1)fk kε=+,求系统的全响应()yk,并指出零输入和零状态响应;
5.25一个乒乓球从H米高度自由下落至地面,每次弹跳起的最高值是前一次最高值的2/3。
若以()yk表示第k次跳起的最高值,试列写此过程的差分方程式。又若给定2Hm=,解
此差分方程。