题目
已知因果序列的 Z 变换 X(z) = (1 + z^-1 + z^-2)/((1 - z^-1))(1 - 2z^(-1)),则序列的终值 x(infty) = ( )A. 0.5B. 2C. 1D. 不存在
已知因果序列的 Z 变换 $X(z) = \frac{1 + z^{-1} + z^{-2}}{(1 - z^{-1})(1 - 2z^{-1})}$,则序列的终值 $x(\infty) = (\quad)$
A. 0.5
B. 2
C. 1
D. 不存在
题目解答
答案
D. 不存在
解析
本题考查因果序列终值定理的应用。解题思路是先明确终值定理的使用条件,再判断给定的 Z 变换是否满足该条件,若满足则可利用终值定理计算序列的终值,若不满足则终值不存在。
步骤一:明确终值定理
对于因果序列 $x(n)$,其 Z 变换为 $X(z)$,终值定理指出:若 $X(z)$ 的所有极点(除 $z = 1$ 处可能有一阶极点外)都位于单位圆内,则 $x(\infty)=\lim_{z \to 1} (z - 1)X(z)$。
步骤二:对 $X(z)$ 进行变形
已知 $X(z) = \frac{1 + z^{-1} + z^{-2}}{(1 - z^{-1})(1 - 2z^{-1})}$,为了方便分析极点,将其分子分母同乘 $z^2$,得到 $X(z)=\frac{z^2 + z + 1}{(z - 1)(z - 2)}$。
步骤三:确定 $X(z)$ 的极点
令分母 $(z - 1)(z - 2)=0$,解得 $z_1 = 1$,$z_2 = 2$。其中 $z_2 = 2$ 位于单位圆外(因为单位圆的方程为 $|z| = 1$,$|2|\gt{}1$)。
步骤四:判断是否满足终值定理条件
由于 $X(z)$ 存在位于单位圆外的极点 $z = 2$,不满足终值定理中“所有极点(除 $z = 1$ 处可能有一阶极点外)都位于单位圆内”这一条件,所以不能使用终值定理计算 $x(\infty)$,即序列的终值不存在。