江太辉）第三版
课后习题答案
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数字信号处理（姚天任
第二章
2.1 判断下列序列是否是周期序列。若是，请确定它的最小周期。 （1）x(n)=Acos(（2）x(n)=e(j5??n?) 86n??) 83??（3）x(n)=Asin(n?)
43解 (1)对照正弦型序列的一般公式x(n)=Acos(?n??)，得出??是周期序列。最小周期等于N=
5?2?16。因此?是有理数，所以8?516k?16(k取5)。 512?。因此?16?是无理数，所以不8?3???3??n?)＝Acos(?n?)
24343 （2）对照复指数序列的一般公式x(n)=exp[??j?]n,得出??是周期序列。
（3）对照正弦型序列的一般公式x(n)=Acos(?n??)，又x(n)=Asin(＝Acos(N=
3?13?2?8。因此?是有理数，所以是周期序列。最小周期等于n?)，得出??4?3468k?8(k取3) 3
2.2在图2.2中，x(n)和h(n)分别是线性非移变系统的输入和单位取样响应。计算并列的x(n)和h(n)的线性卷积以得到系统的输出y(n)，并画出y(n)的图形。
h(n)=u(n)x(n)21-1(a)12 3n0 12 3…n-120 1x(n)h(n)21 -10 -124n-10 12 34n 1x(n)=u(n)(b)-1h(n)=anu(n)1…-1
…n0 12 34(c)-10 12 3n
2
解 利用线性卷积公式
y(n)=
??x(k)h(n?k)
k???按照折叠、移位、相乘、相加、的作图方法，计算y(n)的每一个取样值。 (a) y(0)=x(O)h(0)=1
y(l)=x(O)h(1)+x(1)h(O)=3
y(n)=x(O)h(n)+x(1)h(n-1)+x(2)h(n-2)=4,n≥2 (b) x(n)=2?(n)-?(n-1)
h(n)=-?(n)+2?(n-1)+ ?(n-2)
y(n)=-2?(n)+5?(n-1)= ?(n-3) (c) y(n)=
k???u(k)???an?ku(n?k)=
1?an?1=k????an?k1?au(n)
2.3 计算线性线性卷积 (1) y(n)=u(n)*u(n) (2) y(n)=?nu(n)*u(n)
解：(1) y(n)=
k???u(k)u(n?k)
???=
u(k)u(n?k)=(n+1),n≥0
k??0即y(n)=(n+1)u(n) (2) y(n)=???ku(k)u(n?k)
k???
3
=??k?0?k1??n?1u(k)u(n?k)=,n≥0
1??即
1??n?1y(n)=
1??u(n)
2.4 图P2.4所示的是单位取样响应分别为h1(n)和h2(n)的两个线性非移变系统的级联，已知x(n)=u(n), h1(n)=?(n)-?(n-4), h2(n)=anu(n),|a|<1,求系统的输出y(n).
解 ?(n)=x(n)*h1(n) =
k????u(k)[?(n-k)-?(n-k-4)]
? =u(n)-u(n-4)
y(n)=?(n)*h2(n) =
k?????a?a?ku(k)[u(n-k)-u(n-k-4)]
=
k,n≥3
k?n?32.5 已知一个线性非移变系统的单位取样响应为h(n)=a
?nu(-n),0 系统的单位阶跃响应。 2.6 试证明线性卷积满足交换率、结合率和加法分配率。 4 证明 （1）交换律 ? X(n) * y(n) = (k)y(n?k) k?x??? 令k=n-t,所以t=n-k,又-? ` ?? x(n) * y(n) = x(n?t)y[n?(n?t)] t???? = y(t)=y(n) * x(n) t?x(n?t)??? 交换律得证. (2)结合律 [x(n) * y(n)] * z(n) ? =[ k)y(n?k)] * z(n) k?x(???? = [ t????k??x(k)y(t?k)]z(n-t) ???? = k?x(k) ??y(t-k)z(n-t) ???t??? =??x(k) y(m)z(n-k-m) k????m =??x(k)[y(n-k) * z(n-k)] k??? =x(n) * [y(n) * z(n)] 结合律得证. (3)加法分配律 x(n) * [y(n) + z(n)] = k??x(k)[y(n - k) +z(n - k)] ?????? = x(k)y(n-k)+ k???k?x(k)z(n - k) ??? =x(n) * y(n) + x(n) *z(n) 加法分配律得证. 2.7 判断下列系统是否为线性系统、非线性系统、稳定系统、因果系统。并加以证明 5
数字信号处理课后习题答案
