Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 995

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
706.22 Кб
Скачать

70

71

Задача 3.

Продолжая функцию f(t) четным или нечетным образом, разложить ее в ряд Фурье в № 3.1 – 3.12 по синусам , в № 3.12 – 3.25 по косинусам.

3.1. f(t) = t2 + t на [-1 ; 0].

 

 

0,если0 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 .

 

3.2. f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t,если

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

,если0 t

2

 

3.3.

(t 1)

 

.

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1 t2 ,если2 t

 

3.4.

 

1,если0 t 1

.

 

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 t,если1 t 2

 

 

 

2

,если0 t 1

 

 

 

3.5.

t

 

.

 

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,если1 t 2

 

 

 

 

 

 

 

1

,если-2 t 1

 

3.6.

 

 

 

.

 

 

f (t) 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

,если-1 t

0

 

 

1 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.7. f(t) = t2 + 1, если 0 t

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

 

1,если0 t 1

3.8.

f (t) t2

,если1 t 2 .

 

 

 

 

3.9.

 

 

t,если0 t 1

f (t)

 

.

 

t2

2t,если1 t 2

3.10. f(t) = - t2 + 1, если 1 t 2.

3.11.

 

t 1,если0 t 1

f (t)

 

.

 

t t2

,если1 t 2

3.12. f(t) = -t2 + t – 2, если 0 t

1.

3.13.

1,если0 t

1

.

 

 

f (t)

 

 

2

 

 

 

t,если1 t

 

 

 

 

 

 

1,если0 t 1

 

3.14.

f (t) 1 t2 ,если1 t 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,если0 t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.15.

2 .

f (t)

 

 

 

 

 

t,если

t

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3.16. f(t) = t2 + t, если -1 t 0.

 

3.17.

 

1,если0 t 1

.

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

2 t,если1 t 2

 

3.18. f(t) = (t – 1)2, если 0 t 1.

73

 

 

 

2

,если0 t 1

3.19.

t

 

f (t)

 

 

.

 

 

0,если1 t 2

3.20.

2 t,если0 t 1

f (t)

 

 

.

 

 

 

1,если1 t 2

3.21. f(t) = t2 + 1, если 0 t 2 .

1 t,если0 t 1 3.22. f (t) 2 .

t t ,если1 t 2

3.23. f(t) = -t2 + t – 2, если 0 t 2.

0,если0 t 1 3.24. f (t) 2 .

t t ,если1 t 2

3.25. f(t) = -t2 + 2, если 0 t 1.

Задача 4.

Сигнал f(t) представить рядом Фурье в комплексной форме. Воспользовавшись полученным разложением, записать ряд Фурье в действительной форме. Построить графики спектров

{|Cn|} и {An}.

4.1.

0,если-

t 0

f(t).

f (t) e t ,если0

t , f(t 2 )

 

 

 

 

4.2. f(t) = ch 2t, если -

 

t <

 

, f(t + ) = f(t).

 

 

2

2

 

4.3. f(t) = sh 4t, если - t < , f(t + ) = f(t).

4 4 2

74

4.4. f(t) = ch t , если - t < , f(t +2 ) = f(t). 2

4.5. f(t) = sh t , если - t < , f(t + 2 ) = f(t). 2

4.6.f(t) = ch 2t + e2t, если 0 t< , f(t + ) = f(t).

4.7.f(t) = e-t, если -1 t <1, f(t + 2) = f(t).

4.8.

1,если-1 t 0

, f(t 2)

f(t)

f (t)

 

t,если0 t 1

 

 

4.9. f(t) = t – 1, если -1 t <1, f(t + 2) = f(t).

4.10. f(t) = t – t2, если -1 t <1, f(t + 2) = f(t).

4.11. f(t) = et, если - t< , f(t + 2 ) = f(t). 4.12. f(t) = 2 + | t |, если -1 t <1, f(t + 2) = f(t).

 

 

 

1

2,если- t

0

 

 

 

 

 

 

4.13. f (t)

 

 

 

 

, f(t

f(t).

 

 

 

(t ),если0

t

 

 

2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.14.f(t) = sh 2t – e2t, если 0 t< , f(t + ) = f(t).

4.15.f(t) = sin t, если - t< , f(t + ) = f(t).

22

4.16.f(t) = t2 2t + 2, если -2 t<2, f(t + 4) = f(t).

4.17.

t,если-1 t 0

f(t).

f (t)

, f(t 2)

 

t2

,если0 t 1

 

 

 

75

 

4.18.

f(t) = cos t, если 0 t< , f(t + ) = f(t).

4.20

f(t) = cos

 

t

, если 0 t<3 , f(t + 3 ) = f(t).

 

3

 

 

 

 

 

 

 

4.21

f(t) = 1 – | t |, если -1 t<1, f(t + 2) = f(t).

4.22

f(t) = cos

 

t

, если 0 t<4 , f(t + 4 ) = f(t).

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

4.23.

 

 

 

 

,если-1 t 0

, f(t 2) f(t).

2

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 t,если0 t 1

 

 

 

2

 

,если-1 t 0

 

4.24.

t

 

 

 

f (t)

 

 

 

 

, f(t 2) f(t).

 

 

0,если0 t 1

 

4.25. f(t) = 2t, если -2 t<2, f(t + 4) = f(t).

Задача 5.

Для импульса f(t) найти спектральную плотность F( ) и записать интеграл Фурье в комплексной и действительной формах.

 

 

 

t

,если

 

 

t

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

5.1.

f (t)

0,если

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,если

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (t) 1,если 1

 

 

 

 

0,если

 

t

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

 

t 2,если-2 t 1

 

 

t,если-1 t 1

5.3.

 

f (t)

t 2,если1 t

.

 

 

2

 

 

0,если

 

 

t

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 1,если 0 t

1

5.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (t) t 1,если 1 t 0 .

 

 

0,если

 

 

t

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e t ,если 0 t 1

t

5.5.f (t) e ,если 1 t 0 .

 

0,если

 

t

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2 2,если

 

t

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

2,если 1

 

 

2 .

 

 

5.6. f (t)

 

 

 

0,если

 

t

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.7.f (t)

5.8.f (t)

cost,если t 2 .

0,если t

2

 

 

 

 

 

 

1

 

t 1,если-1

t

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,если

t

 

 

.

 

 

 

 

2

 

 

 

1

t 1,если 2 t 1

10,если t

 

 

t

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

,если

 

 

 

 

 

 

2 .

5.9. f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,если

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77

 

t 1,если 0 t

1

5.10.

 

 

 

 

 

 

0 .

f (t) t 1,если 1 t

 

 

0,если

 

t

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,если t 0

 

5.11.

 

 

 

 

 

 

 

f (t) t,если 0 t 1 .

 

 

 

0,если t 1

 

 

 

 

 

 

0,еслиt 0

 

 

 

1,если0 t 1

 

5.12.

 

.

f (t)

 

 

 

 

 

 

2 t,если1 t 2

 

 

0,еслиt 2

 

 

 

 

0,если t 0

5.13.f (t) e t ,если 0 t 2 .

 

0,если t 2

 

5.14.f(t) = e-a | t | (a>0).

5.15.f(t) = te-a| t | (a>0).

 

t 2,если -2 t 0

5.16.

 

 

2,если 0 t 2 .

f (t)

 

 

 

 

 

 

0,если

 

t

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.17.

cos

 

 

,если

 

 

 

.

 

f (t)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,если

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

t

 

,если

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.18.

f (t)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,если

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

 

 

 

cost

 

,если

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.19.

 

 

 

 

2 .

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,если

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,еслиt 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

5.20.

1,если0 t

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

t,если1 t

2

 

 

 

0,еслиt 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

,еслиt 0

 

 

 

5.21.

te

 

 

 

f (t)

 

0,еслиt 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 t,если -1 t 0

5.22.

 

 

1,если 0 t

1 .

f (t)

 

 

 

 

 

0,если

 

 

 

t

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ch2t,если

 

 

t

 

 

 

1

 

 

 

 

 

5.23.

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

0,если

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sh2t,если

 

t

 

 

1

 

 

 

5.24.

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

0,если

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,еслиt 0

 

 

 

t,если0 t 1

5.25.

 

 

f (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

2 t,если1 t

2

 

 

 

 

0,еслиt 2

 

 

 

 

79