信号与系统(第三版)习题解析 9787040316018 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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谷源涛 著

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• 9787040316018
• 高等教育出版社
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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040316018

商品编码：29424771708

包装：平装

出版时间：2011-07-01

基本信息

书名：信号与系统(第三版)习题解析

定价：49.30元

作者：谷源涛

出版社：高等教育出版社

出版日期：2011-07-01

ISBN：9787040316018

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.663kg

编辑推荐

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内容提要

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本书对《信号与系统（第三版）》的所有习题进行了全面、细致的讲解，多数习题给出不只一种求解方法，让你在轻松完成学习任务的同时，拓宽思路，加深知识理解、增强解题技巧。

本书对《信号与系统（第二版）》中未选入第三版的部分习题也进行了补充讲解，无论你使用的是二版或三版，本书都是“*伴侣”。

运用大量仿真图形，直观、准确、形象、生动。

目录

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章 绪论
第二章 连续时间系统的时域分析
第三章 傅里叶变换
第四章 拉普拉斯变换、连续时问系统的s域分析
第五章　傅里叶变换应用于通信系统——滤波、调制与抽样
第六章 信号的矢量空间分析
第七章 离散时间系统的时域分析
第八章 Z变换、离散时间系统的z域分析
第九章　离散傅里叶变换以及其他离散正交变换
第十章 模拟与数字滤波器
第十一章 反馈系统
第十二章 系统的状态变量分析

作者介绍

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文摘

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序言

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《信号与系统（第三版）》学术著作解析 导论 《信号与系统》作为现代工程科学和信息技术领域的一块基石，其理论框架的理解与掌握，对于所有致力于探索和发展相关技术的研究者、工程师以及高年级本科生和研究生而言，至关重要。该领域的研究核心在于分析和处理那些随时间或空间变化的物理量——即信号，并在此基础上构建和理解能够对这些信号进行操作、转换或提取有用信息的系统。信号与系统理论不仅是电子工程、通信工程、计算机科学、自动控制等学科的必修课程，更是诸多前沿技术，如人工智能、机器学习、数字图像处理、生物医学工程等得以发展的理论支撑。 本书旨在深入剖析《信号与系统（第三版）》教材的核心概念、理论体系和应用方法。我们将聚焦于构成该学科的 foundational elements，从信号的定义、分类，到系统的基本性质、描述方法，再到各种经典的分析工具和技术，循序渐进地展开讲解。本书力求在原著理论深度和广度的基础上，提供更为详尽的解析、生动的类比和富有启发性的思考，帮助读者建立起对信号与系统这一复杂但迷人的学科的全面而深刻的认识。 第一章：信号的本质与表达 本章将深入探讨“信号”这一核心概念的内涵与外延。我们将从信号的物理意义出发，解析其作为信息载体的基本属性。根据信号的数学特性，我们将对其进行详细分类： 连续信号与离散信号： 区分两者在时间域上的表现形式，以及它们在采样和重构过程中所涉及的关键概念，如奈奎斯特采样定理，并探讨离散信号在数字处理中的重要性。 周期信号与非周期信号： 讲解周期信号的周期性特征，以及傅里叶级数在周期信号分析中的应用。对于非周期信号，我们将引出傅里叶变换作为更普适的分析工具。 能量信号与功率信号： 定义和区分这两种信号的能量和功率计算方法，并探讨它们在实际应用中的区别与联系。 奇信号与偶信号： 介绍信号的对称性，以及奇偶性分析在信号分解和简化处理中的作用。 此外，本章还将介绍描述信号的数学工具，包括： 基本的信号波形： 如单位冲激信号（狄拉克函数）、单位阶跃信号、指数信号、正弦信号、矩形脉冲信号等，详细阐述它们的数学定义、图形表示及其在系统响应中的作用。 信号的运算： 包括平移、伸缩、翻转、相乘、卷积等基本运算，并强调卷积运算在系统分析中的核心地位。 第二章：系统的定义、性质与基本模型 在本章，我们将聚焦于“系统”这一概念。一个系统可以被理解为一个能够对输入信号进行处理并产生输出信号的实体，它既可以是物理设备，也可以是数学模型。我们将系统定义为一种输入-输出关系，并重点分析系统的几个关键性质： 线性性（Linearity）： 讲解叠加原理，即系统对信号之和的响应等于响应之和，以及比例性，即系统对信号成比例的响应也成比例。线性系统是信号与系统理论研究的基石。 时不变性（Time Invariance）： 阐述系统的响应不随时间推移而改变，即输入信号的延迟导致输出信号的相应延迟。 因果性（Causality）： 定义了系统的输出仅取决于当前和过去的输入，而不依赖于未来的输入。这对于描述现实世界的物理系统至关重要。 稳定性（Stability）： 探讨系统在有界输入下产生有界输出的能力（BIBO稳定性），以及其他形式的稳定性概念，如Lyapunov稳定性。 基于这些基本性质，本章将介绍描述线性时不变（LTI）系统的两种主要数学模型： 差分方程（Difference Equations）： 用于描述离散时间LTI系统。我们将讲解差分方程的建立、求解方法，以及其在数字信号处理中的应用。 微分方程（Differential Equations）： 用于描述连续时间LTI系统。我们将深入探讨微分方程的解法，包括齐次解和特解，以及它们与系统零输入响应和零状态响应的关系。 第三章：卷积——LTI系统的核心运算 卷积是信号与系统理论中最核心、最具代表性的数学运算之一，它深刻地揭示了线性时不变系统的工作机制。本章将对卷积运算进行系统而详尽的阐述： 连续时间卷积： 详细推导连续时间LTI系统的零状态响应可以通过输入信号与系统冲激响应的卷积来获得。我们将展示卷积积分的计算方法，并提供多种信号卷积的实例解析。 离散时间卷积： 讲解离散时间LTI系统的零状态响应可以通过输入序列与系统单位脉冲响应的卷积来获得。我们将展示卷积和的计算方法，并进行相关的实例分析。 系统冲激响应（Impulse Response）： 强调冲激响应作为描述LTI系统特性的“指纹”的重要性。我们将分析不同系统其冲激响应的物理意义和数学表达，并说明如何从冲激响应中推断系统的性质（如因果性、稳定性）。 本章还将探讨卷积的性质（如交换律、结合律、分配律），以及卷积在实际应用中的意义，例如滤波、系统级联等。 第四章：傅里叶变换——信号的频域分析 傅里叶变换是理解信号频谱特性、进行频域分析的关键工具。本章将系统地介绍傅里叶变换的原理、类型及其在信号分析中的应用： 傅里叶级数（Fourier Series）： 针对周期信号，讲解其分解为一系列正弦和余弦分量（或复指数分量）的方法。我们将介绍指数形式和三角形式的傅里叶级数，并阐述其收敛性条件。 傅里叶变换（Fourier Transform）： 将傅里叶级数推广到非周期信号，引入傅里叶变换的概念。我们将推导连续时间傅里叶变换（CTFT）和离散时间傅里叶变换（DTFT）的定义，并讲解如何从时域信号计算其频域表示。 傅里叶变换的性质： 详细介绍傅里叶变换的各种重要性质，如线性性、时移性、频移性、尺度变换、对称性、卷积性质、微分性质、积分性质等。这些性质极大地简化了信号和系统的分析过程。 能量谱密度与功率谱密度： 介绍如何利用傅里叶变换来分析信号的能量分布和功率分布，从而理解信号在不同频率上的能量/功率贡献。 应用举例： 展示傅里叶变换在滤波、调制解调、频谱分析等领域的实际应用。 第五章：拉普拉斯变换——系统分析的有力工具 拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广，它能更有效地分析和处理更广泛的信号，尤其是瞬态响应和稳定性问题。本章将深入探讨拉普拉斯变换： 单边拉普拉斯变换与双边拉普拉斯变换： 分别介绍这两种变换的定义，以及它们在分析不同类型信号时的适用性。 收敛域（Region of Convergence, ROC）： 强调收敛域的重要性，它是唯一确定时域信号的关键。我们将分析不同信号对应的收敛域，以及收敛域的性质。 拉普拉斯变换的性质： 介绍拉普拉斯变换的线性性、时移性、频移性、尺度变换、微分性质、积分性质、卷积性质等。 逆拉普拉斯变换： 讲解如何通过部分分式展开、留数定理等方法求解逆拉普拉斯变换，从而从频域表示恢复时域信号。 利用拉普拉斯变换分析LTI系统： 重点在于传递函数（Transfer Function）的概念。我们将解释传递函数如何描述LTI系统的输入-输出关系，以及如何利用传递函数来分析系统的频率响应、瞬态响应和稳定性。 第六章：Z变换——离散时间系统分析的基石 Z变换是拉普拉斯变换在离散时间系统分析中的对应物，它是研究离散时间信号和系统不可或缺的工具。本章将全面介绍Z变换： Z变换的定义： 介绍双边Z变换和单边Z变换的定义，以及它们在分析离散时间序列时的作用。 收敛域（ROC）： 同样，收敛域在Z变换中也扮演着至关重要的角色，它决定了序列的唯一性。我们将探讨不同序列的收敛域，以及收敛域的性质。 Z变换的性质： 详细介绍Z变换的线性性、时移性、乘法性、卷积性质、微分性质等。 逆Z变换： 讲解如何通过部分分式展开、留数定理等方法求解逆Z变换，从而从Z域表示恢复离散时间序列。 利用Z变换分析离散时间LTI系统： 引入离散时间系统的传递函数（系统函数）的概念，并探讨如何利用系统函数来分析离散时间系统的频率响应、瞬态响应和稳定性。 第七章：状态空间分析——系统更全面的描述 在前面几章，我们主要利用输入-输出关系来描述系统。而本章将引入一种更强大、更通用的系统描述方法——状态空间分析。这种方法能够更全面地刻画系统的内部动态。 状态变量（State Variables）： 定义状态变量的概念，它们是描述系统内部状态的最小一组变量。 状态方程与输出方程： 建立描述系统动态演变的微分方程（连续时间）或差分方程（离散时间）——状态方程，以及如何根据状态变量和输入来计算系统输出的输出方程。 连续时间LTI系统的状态空间表示： 介绍如何将微分方程转化为状态空间方程。 离散时间LTI系统的状态空间表示： 介绍如何将差分方程转化为状态空间方程。 从输入-输出模型到状态空间模型，以及反之： 讲解如何进行模型之间的相互转换。 状态空间分析的优势： 探讨状态空间方法在分析多输入多输出（MIMO）系统、非线性系统和时变系统时的优越性，以及其在稳定性分析、能控性、能观性等方面的应用。 结论 《信号与系统》学科的精髓在于其强大的分析工具和普适的理论框架，它为我们理解和驾驭信息世界提供了坚实的理论基础。本书对《信号与系统（第三版）》教材的深入解析，旨在点亮每一位学习者通往理解和掌握这一重要学科的道路。从信号的本质表达，到系统的基本属性；从核心的卷积运算，到频域的傅里叶变换；再到更高级的拉普拉斯变换、Z变换以及状态空间分析，我们力求以清晰的逻辑、严谨的推导和丰富的例证，帮助读者构建起一个完整的知识体系。 通过本书的学习，期望读者能够： 深刻理解信号与系统的基本概念和理论。 熟练掌握傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等核心分析工具。 能够运用这些工具分析和设计各类信号处理和系统控制问题。 为进一步深入研究通信、控制、信号处理、人工智能等相关领域打下坚实的基础。 愿本书成为您探索信号与系统奥秘的得力助手，助您在信息科学的广阔天地中扬帆远航。

评分☆☆☆☆☆

这本书拿在手里，就给人一种“有料”的感觉，厚实而有分量，这是我对于一本优质习题解析的初步好感。封面设计朴素大方，高等教育出版社的标志也让人对它的品质感到放心。作为信号与系统这门课程的学习者，我深知理论与实践相结合的重要性，而习题解答正是检验和巩固理论知识的最佳途径。我非常期待这本书的解析能够做到逻辑严谨，层层递进，让我能够理解题目背后所蕴含的原理。比如，对于一些涉及到傅里叶变换和拉普拉斯变换的题目，我希望解析能够详细地阐述如何进行变量替换、如何计算积分，以及如何利用这些变换来分析信号的频谱特性。此外，我也希望这本书能够提供一些不同于教材上例题的解法，让我能够从更广阔的视角去理解问题，从而培养我的独立思考和解决问题的能力。一本优秀的习题解析，应该能够帮助我从“知其然”达到“知其所以然”的境界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的第一印象是它的实用性。封面的设计虽然不花哨，但内容简介和出版社信息一目了然，让人对这本书的定位有清晰的认识。拿在手里，感觉很实在，书页的厚度也预示着内容的丰富程度。对于信号与系统这门课程，很多学生都会遇到“懂了理论，不会做题”的困境，而这本习题解析的出现，无疑为我们提供了一个解决问题的有力工具。我非常看重解析的清晰度，希望它能够用简洁明了的语言解释每一个步骤，避免使用过于晦涩的术语，让不同水平的学习者都能轻松理解。尤其是在一些比较抽象的概念，比如系统响应、卷积等，我希望书中能提供形象的比喻或者图示，帮助我建立直观的认识。同时，我也希望这本书能够覆盖到教材中大部分重要的习题，并且题目的难度梯度设计合理，从基础题到综合题，能够循序渐进地提升我的解题能力。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，一股扑面而来的严谨气息让我对它的内容充满了信心。封面设计简洁而专业，高等教育出版社的标识也证明了其权威性。我一直觉得，信号与系统这门课的学习，最关键的就是要能够将理论知识有效地应用于实践，而习题解析正是连接理论与实践的桥梁。我非常期待这本书的解析能够做到深入浅出，能够清晰地展现解题思路，而不仅仅是给出答案。例如，对于涉及卷积积分的题目，我希望解析中能详细讲解如何进行积分运算，如何确定积分的上下限，甚至可以介绍一些简化积分运算的技巧。同时，对于一些概念性的问题，我希望书中能提供一些补充说明，帮助我加深对概念的理解。我对这本书的期待是，它能成为我在学习信号与系统过程中的得力助手，帮助我攻克每一个难关，最终真正掌握这门课程的精髓。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先映入眼帘的是它沉甸甸的分量，这让我对里面的内容充满了期待。作为信号与系统这门经典课程的学习者，我一直觉得概念的理解和方法的掌握是关键，而习题解析正是连接理论与实践的桥梁。这本书的装帧设计朴实大方，纸张的质感也相当不错，翻阅起来手感舒适，这在一定程度上提升了阅读的愉悦感。封面上的书名和出版社信息清晰明了，没有过多的花哨装饰，让人觉得它是一本踏踏实实做学问的书。我尤其看重习题解析的逻辑性和条理性，希望它能像一位经验丰富的老师，循序渐进地引导我攻克那些看似棘手的题目，让我能够深入理解每一个公式背后的物理意义，掌握分析问题的不同角度和方法。这本书的出版信息也很明确，让人对它的权威性和专业性有了初步的信任感。对于很多初次接触信号与系统这门课程的学生来说，习题的解答往往是学习过程中的一大挑战，而一本优秀的习题解析，能够极大地减轻这种压力，甚至将挑战转化为学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

打开这本书，一股浓厚的学术气息扑面而来。纸张的选用非常考究，细腻而不反光，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。封面设计简洁而不失专业感，高等教育出版社的标识也让人倍感亲切，毕竟是国内权威的教育出版机构。我最期待的是这本书对于每一道习题的解析能够做到详尽而透彻。我希望它不仅仅是给出答案，更能详细地阐述解题思路、关键步骤，甚至可以提供多种解题方法，并分析各种方法的优劣。这对于我这种希望举一反三、触类旁通的学习者来说至关重要。一本好的习题解析，应该能帮助我真正理解知识点，而不是仅仅记住解题技巧。比如，对于傅里叶变换、拉普拉斯变换等核心概念，我希望能看到解析中如何巧妙地运用这些工具来解决具体的信号分析问题，并能从中体会到数学工具的强大魅力。同时，我也关注书中对于一些复杂问题的处理方式，希望它能提供一些高效的解题策略，帮助我节省宝贵的时间，更专注于对核心概念的理解。