2021年春季学期-信号与系统-第十一次作业参考答案-第四小题
▓ 第十一次作业各个小题参考答案
§04 第四小题
4. 以及因果序列的zzz变换X(z)X\left( z \right)X(z), 求序列的初值x[0]x\left[ 0 \right]x[0],与终止x[∞]x\left[ \infty \right]x[∞]。
(1)
X(z)=1+z−1+z−2(1−z−1)⋅(1−2z−1)X\left( z \right) = {{1 + z^{ - 1} + z^{ - 2} } \over {\left( {1 - z^{ - 1} } \right) \cdot \left( {1 - 2z^{ - 1} } \right)}}X(z)=(1−z−1)⋅(1−2z−1)1+z−1+z−2
(2)
X(z)=1(1−0.5z−1)(1+0.5z−1)X\left( z \right) = {1 \over {\left( {1 - 0.5z^{ - 1} } \right)\left( {1 + 0.5z^{ - 1} } \right)}}X(z)=(1−0.5z−1)(1+0.5z−1)1
(3)
X(z)=z−11−1.5z−1+0.5z−2X\left( z \right) = {{z^{ - 1} } \over {1 - 1.5z^{ - 1} + 0.5z^{ - 2} }}X(z)=1−1.5z−1+0.5z−2z−1
(4)
X(z)=z4(z−1)(z−0.5)(z−0.2)X\left( z \right) = {{z^4 } \over {\left( {z - 1} \right)\left( {z - 0.5} \right)\left( {z - 0.2} \right)}}X(z)=(z−1)(z−0.5)(z−0.2)z4
▓ 求解:
(1)解答:
X(z)=1+z−1+z−2(1−z−1)⋅(1−2z−1)X\left( z \right) = {{1 + z^{ - 1} + z^{ - 2} } \over {\left( {1 - z^{ - 1} } \right) \cdot \left( {1 - 2z^{ - 1} } \right)}}X(z)=(1−z−1)⋅(1−2z−1)1+z−1+z−2
x[0]=X(∞)=1x\left[ 0 \right] = X\left( \infty \right) = 1x[0]=X(∞)=1
由于存在极点位于2,处于单位圆外,所以x[∞]x\left[ \infty \right]x[∞]不存在。
>>iztrans((1+1/z+1/z/z)/((1-1/z)*(1-2/z)))'
ans=(7*2^n)/2 +kroneckerDelta(n,0)/2 -3
(2)解答:
X(z)=1(1−0.5z−1)(1+0.5z−1)X\left( z \right) = {1 \over {\left( {1 - 0.5z^{ - 1} } \right)\left( {1 + 0.5z^{ - 1} } \right)}}X(z)=(1−0.5z−1)(1+0.5z−1)1
x[0]=X(∞)=1x\left[ 0 \right] = X\left( \infty \right) = 1x[0]=X(∞)=1x[∞]=limz→1z−1(1−0.5z−1)(1+0.5z−1)=0x\left[ \infty \right] = \mathop {\lim }\limits_{z \to 1} {{z - 1} \over {\left( {1 - 0.5z^{ - 1} } \right)\left( {1 + 0.5z^{ - 1} } \right)}} = 0x[∞]=z→1lim(1−0.5z−1)(1+0.5z−1)z−1=0
>>iztrans(1/((1-0.5/z)*(1+0.5/z)))'
ans=(-1/2)^n/2 +(1/2)^n/2
(3)解答:
X(z)=z−11−1.5z−1+0.5z−2X\left( z \right) = {{z^{ - 1} } \over {1 - 1.5z^{ - 1} + 0.5z^{ - 2} }}X(z)=1−1.5z−1+0.5z−2z−1
x[0]=X(∞)=0x\left[ 0 \right] = X\left( \infty \right) = 0x[0]=X(∞)=0
x[∞]=limz→1z−1(z−1)1−1.5z−1+0.5z−2=limz→1zz−0.5=2x\left[ \infty \right] = \mathop {\lim }\limits_{z \to 1} {{z^{ - 1} \left( {z - 1} \right)} \over {1 - 1.5z^{ - 1} + 0.5z^{ - 2} }} = \mathop {\lim }\limits_{z \to 1} {z \over {z - 0.5}} = 2x[∞]=z→1lim1−1.5z−1+0.5z−2z−1(z−1)=z→1limz−0.5z=2
>>iztrans(1/z/(1-1.5/z+0.5/z/z))'
ans=2 -2*(1/2)^n
(4)解答:
X(z)=z4(z−1)(z−0.5)(z−0.2)X\left( z \right) = {{z^4 } \over {\left( {z - 1} \right)\left( {z - 0.5} \right)\left( {z - 0.2} \right)}}X(z)=(z−1)(z−0.5)(z−0.2)z4
X(z)=z4z3−1.7z2+0.8z−0.1=z+1.7z3−0.8z2+0.1zz3X\left( z \right) = {{z^4 } \over {z^3 - 1.7z^2 + 0.8z - 0.1}} = z + {{1.7z^3 - 0.8z^2 + 0.1z} \over {z^3 }}X(z)=z3−1.7z2+0.8z−0.1z4=z+z31.7z3−0.8z2+0.1z
x[0]=limz→∞1.7z3−0.8z2+0.1zz3=1.7x\left[ 0 \right] = \mathop {\lim }\limits_{z \to \infty } {{1.7z^3 - 0.8z^2 + 0.1z} \over {z^3 }} = 1.7x[0]=z→∞limz31.7z3−0.8z2+0.1z=1.7
x[∞]=limz→1z4(z−1)(z−1)(z−0.5)(z−0.2)=10.5∗0.8=2.5x\left[ \infty \right] = \mathop {\lim }\limits_{z \to 1} {{z^4 \left( {z - 1} \right)} \over {\left( {z - 1} \right)\left( {z - 0.5} \right)\left( {z - 0.2} \right)}} = {1 \over {0.5*0.8}} = 2.5x[∞]=z→1lim(z−1)(z−0.5)(z−0.2)z4(z−1)=0.5∗0.81=2.5
>>iztrans(z^4/((z-1)*(z-0.5)*(z-0.2)))'
ans=(1/5)^n/30 -(5*(1/2)^n)/6 +iztrans(z,z,n)+5/2
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