logo
  • write-homewrite-home-active首页
  • icon-chaticon-chat-activeAI 智能助手
  • icon-pluginicon-plugin-active浏览器插件
  • icon-subjecticon-subject-active学科题目
  • icon-uploadicon-upload-active上传题库
  • icon-appicon-app-active手机APP
首页
/
数学
题目

判断下面的序列是否是周期的;若是周期的,确定其周期。(1) x(n) = A cos ( (3)/(7) pi n - (pi)/(8) ) A 是常数(2) x(n) = e^( (1)/(8) n - pi )

判断下面的序列是否是周期的;若是周期的,确定其周期。 (1) $x(n) = A \cos \left( \frac{3}{7} \pi n - \frac{\pi}{8} \right)$   A 是常数 (2) $x(n) = e^{\left( \frac{1}{8} n - \pi \right)}$

题目解答

答案

我们来逐题分析这两个离散时间序列是否是周期的,并在是周期的情况下确定其周期。

(1) $ x(n) = A \cos \left( \frac{3}{7} \pi n - \frac{\pi}{8} \right) $,其中 $ A $ 是常数。

解题思路:

对于离散时间余弦序列:
$x(n) = A \cos(\omega_0 n + \phi)$
它是周期序列的充要条件是:角频率 $ \omega_0 $ 与 $ 2\pi $ 的比值是有理数,即:
$\frac{\omega_0}{2\pi} = \frac{m}{N} \quad \text{(其中 $ m, N $ 为整数)}$
此时序列的周期为最小的正整数 $ N $,使得:
$x(n + N) = x(n) \quad \text{对所有 } n \text{ 成立}$

步骤 1:确定角频率 $ \omega_0 $

原式:
$x(n) = A \cos \left( \frac{3}{7} \pi n - \frac{\pi}{8} \right)$
所以角频率为:
$\omega_0 = \frac{3\pi}{7}$

步骤 2:判断 $ \frac{\omega_0}{2\pi} $ 是否为有理数

计算:
$\frac{\omega_0}{2\pi} = \frac{\frac{3\pi}{7}}{2\pi} = \frac{3}{14}$
这是一个有理数(3 和 14 都是整数),所以该序列是周期序列。

步骤 3:求最小正周期 $ N $

周期 $ N $ 是使得:
$\omega_0 N = 2\pi k \quad \text{($ k $ 为整数)}$
即:
$\frac{3\pi}{7} \cdot N = 2\pi k \Rightarrow \frac{3N}{7} = 2k \Rightarrow 3N = 14k$
我们要求最小的正整数 $ N $ 满足这个等式。

即 $ 3N $ 是 14 的倍数,或者说 $ N $ 是 $ \frac{14k}{3} $ 的整数。

为了 $ N $ 为整数,$ k $ 必须是 3 的倍数。令 $ k = 3 $,则:
$3N = 14 \times 3 = 42 \Rightarrow N = 14$

验证一下 $ N = 14 $ 是否满足周期性:

$x(n + 14) = A \cos\left( \frac{3\pi}{7}(n + 14) - \frac{\pi}{8} \right) = A \cos\left( \frac{3\pi}{7}n + \frac{3\pi}{7} \cdot 14 - \frac{\pi}{8} \right) = A \cos\left( \frac{3\pi}{7}n + 6\pi - \frac{\pi}{8} \right)$

由于 $ \cos(\theta + 6\pi) = \cos(\theta) $(因为余弦函数周期为 $ 2\pi $,$ 6\pi = 3 \times 2\pi $),所以:
$x(n + 14) = A \cos\left( \frac{3\pi}{7}n - \frac{\pi}{8} \right) = x(n)$

所以周期为 14。

再确认是否是最小正周期:

我们从前面知道 $ \frac{\omega_0}{2\pi} = \frac{3}{14} $,所以基本周期是:
$N = \frac{2\pi}{\omega_0} \text{ 的有理数化分母(约分后)} = \frac{14}{\gcd(3,14)} = 14$
因为 3 和 14 互质,所以最小周期就是 14。

✅ 结论(1):是周期序列,最小正周期为 $ \boxed{14} $

(2) $ x(n) = e^{\left( \frac{1}{8} n - \pi \right)} $

我们先整理表达式:

$x(n) = e^{\frac{1}{8}n - \pi} = e^{-\pi} \cdot e^{\frac{1}{8}n}$

注意:这是一个指数增长序列,因为底数是 $ e^{1/8} > 1 $,所以随着 $ n $ 增大,$ x(n) $ 单调递增。

判断是否为周期序列

周期序列的定义是:存在正整数 $ N $,使得对所有整数 $ n $,都有:
$x(n + N) = x(n)$

我们来计算 $ x(n + N) $:
$x(n + N) = e^{-\pi} \cdot e^{\frac{1}{8}(n + N)} = e^{-\pi} \cdot e^{\frac{1}{8}n} \cdot e^{\frac{1}{8}N} = x(n) \cdot e^{\frac{1}{8}N}$

要使 $ x(n + N) = x(n) $,必须有:
$e^{\frac{1}{8}N} = 1 \Rightarrow \frac{1}{8}N = 0 \Rightarrow N = 0$

但周期 $ N $ 必须是正整数,所以不存在这样的 $ N $。

此外,从函数行为来看,$ x(n) $ 是单调递增的指数函数,不可能重复取值,因此不可能是周期序列。

✅ 结论(2):不是周期序列。

最终答案总结:

(1) 是周期序列,最小正周期为 $ \boxed{14} $。

(2) 不是周期序列。

解析

考查要点:判断离散时间序列是否为周期序列,并确定其周期(若存在)。
核心思路:

  1. 余弦序列:判断角频率 $\omega_0$ 与 $2\pi$ 的比值是否为有理数。若有理,则为周期序列,周期为分母的最小公倍数。
  2. 指数序列:通过分析指数函数的单调性直接判断是否可能周期重复。

破题关键:

  • 余弦序列周期性:角频率 $\omega_0 = \frac{2\pi m}{N}$($m, N$ 为整数)时,周期为 $N$。
  • 指数序列非周期性:若底数绝对值不等于1,则序列单调增长/衰减,无法周期重复。

第(1)题

确定角频率

序列形式为 $x(n) = A \cos(\omega_0 n + \phi)$,其中 $\omega_0 = \frac{3}{7}\pi$。

判断有理性

计算 $\frac{\omega_0}{2\pi} = \frac{3}{14}$,是有理数,说明序列是周期的。

求最小周期

需满足 $\omega_0 N = 2\pi k$($k$ 为整数),解得 $N = \frac{14k}{3}$。最小正整数 $N$ 为 $14$(当 $k=3$)。

结论:周期为 $\boxed{14}$。

第(2)题

分析指数形式

$x(n) = e^{\frac{1}{8}n - \pi} = e^{-\pi} \cdot \left(e^{\frac{1}{8}}\right)^n$,底数 $e^{\frac{1}{8}} > 1$,序列单调递增。

判断周期性

若存在周期 $N$,则需 $e^{\frac{1}{8}N} = 1$,但 $e^{\frac{1}{8}N} > 1$ 对任意正整数 $N$ 成立,矛盾。

结论:非周期序列。

相关问题

  • 下列哪项不是命题()A. 我正在说谎。B. 13能被6整除。C. 你在吃饭吗D. 北京是中国的首都。

  • 【单选题】设U=(u1,u2,u3,u4), 有模糊集合A、B:A = 0.1/u1 + 0.7/u2 + 0.6/u3 + 0.6/u4,B = 0.3/u1 + 0.2/u2 + 0.6/u3 + 0.4/u4,则模糊集合A与B的交、并、补运算结果正确的一项是 。A. A 与 B 的交运算: 0.1/u1 + 0.2/u2 + 0.6/u3 + 0.6/u4B. A 与 B 的并运算: 0.1/u1 + 0.7/u2 + 0.6/u3 + 0.6/u4C. A 的补运算: 0.9/u1 + 0.3/u2 + 0.4/u3 + 0.4/u4D. B 的补运算: 0.7/u1 + 0.8/u2 + 0.4/u3 + 0.4/u4

  • 从下面各数中找出所有的质数. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

  • 已知一元二次函数的图像的顶点坐标为(1,2),并且经过点P(3,-4),求:(1)函数的解析式;(2)函数图像的对称轴(3)函数单调减的区间。

  • 10 . 函数(x)=sin (2x+dfrac (pi )(6))的最小正周期为___________ .

  • 8 . 有一个农夫带一匹狼、一只羊和一棵白菜过河(从河的北岸到南岸)。如果没有农夫看管,则狼要吃羊,羊要吃白菜。但是船很小,只够农夫带一样东西过河。用0和1表示狼、羊、白菜分别运到南岸的状态,0表示不在南岸,1表示在南岸,(如:100表示只有狼运到南岸)。初始时,南岸状态为000,表示狼、羊、白菜都没运到南岸,最终状态为111,表示狼、羊、白菜都运到了南岸。用状态空间为农夫找出过河方法,以下狼、羊、白菜在南岸出现的序列可能是( )。A. 000-010-100-101-111B. 000-010-001-101-111C. 000-100-110-111D. 000-001-011-111

  • 4.已知 sin alpha =-dfrac (3)(5), 且α是第三象限的角,则 cos alpha = __ ,-|||-tan alpha = __ o

  • 【填空题】sin dfrac (11)(6)pi =___.

  • __-|||-(10 ) lim _(xarrow infty )dfrac ({x)^3-2(x)^2+5}(100{x)^2+15}

  • 7.求过点 (3,1,-2) 且通过直线 dfrac (x-4)(5)=dfrac (y+3)(2)=dfrac (z)(1) 的平面方程.

  • 考虑下面的频繁3-项集的集合:⑴ 2, 3}, (1,2,4), (1,2, 5), (1,3,4), (1, 3, 5), (2, 3,4), (2, 3, 5), (3,4, 5)假 定数据集中只有5个项,采用合并策略,由候选产生过程得到4-项集不包含()A. 1, 2, 3, 4B. 1, 2, 3, 5C. 1, 2,4, 5D. 1,3, 4, 5

  • 下面哪个逻辑等价关系是不成立的()A. forall x-P(x)equiv -square xP(x)B. forall x-P(x)equiv -square xP(x)C. forall x-P(x)equiv -square xP(x)D. forall x-P(x)equiv -square xP(x)

  • 设A、B为事件P( A )=0.5 , P(A+B )=0.75,则 (Boverline (A))=_______。

  • 计算: (log )_(2)9cdot (log )_(3)4= __

  • 12 3 45 6 7 8 910 11 12 13 14 15 1617 18 19 20 21 22 23 24 2526 27 28 29 30 31 32 33 34 35 3637 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 4950 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 请找出左图表的规则(至少5个)

  • 下列命题中错误的是( )A B C D

  • 下列哪项不是命题()A. 我正在说谎。B. 北京是中国的首都C. 你在吃饭吗D. 13能被6整除。

  • https:/img.cdnjtzy.com/zyb_a9fbde2ddd269cef5638c27e19aff9b4.jpg.5dm 5dm-|||-18 dm一个底面是圆形的扫地机器人,贴合着一块地毯边缘行进一周(如图)。这块地毯的两端是半圆形中间是长方形。扫地机器人圆形底面的半径是https:/img.cdnjtzy.com/zyb_10216bc971f58ed03f5ceaf1efd30f89.jpg.5dm 5dm-|||-18 dm,它的圆心走过路线的长度是______https:/img.cdnjtzy.com/zyb_b5517f317a704553c4186b8deb5b7a51.jpg.5dm 5dm-|||-18 dm。​

  • A+BC =

上一页下一页
logo
广州极目未来文化科技有限公司
注册地址:广州市黄埔区揽月路8号135、136、137、138房
关于
  • 隐私政策
  • 服务协议
  • 权限详情
学科
  • 医学
  • 政治学
  • 管理
  • 计算机
  • 教育
  • 数学
联系我们
  • 客服电话: 010-82893100
  • 公司邮箱: daxuesoutijiang@163.com
  • qt

©2023 广州极目未来文化科技有限公司 粤ICP备2023029972号    粤公网安备44011202002296号