7.4 延迟分段信号与周期|数学物理方法

数学物理方法 · 7.4 延迟分段信号与周期
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第七章 / 7.4

延迟分段信号与周期

教材179—182页及附表

7.4 · 教材179—182页及附表

17 延迟定理:整个函数一起向右平移

若,从才启动的延迟函数写成。变换时从起积分,再令:

反过来

这次时间上真的向右挪动,像端是乘指数;7.2的位移定理则是时间上乘指数、像端替换。指数里带还是带,一眼就应分清。

图 7-6 真正延迟与只改启动时刻,是两种波形
t02原斜坡 th(t-2)·(t-2):整个波形右移开启值为0真正延迟对应 e^(-2p)/p²;开关与参数都要右移。

橙线从t=2才开始,形状与原斜坡相同,是整体右移。

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18 $h(t-a)g(t)$不能直接套成$e^{-ap}G(p)$

正确写法是把:

例如

所以变换为。若错写成,得到的是从0开始上升的延迟斜坡,原函数却在时跳到2。

再如:先写成,展开角度和,变换为

波形题的关键是启动时刻与相位是否一起移动。 原书习题1(17)(18)、2就是专门检查这个区别。

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19 把分段函数写成阶跃:从“增量”拼起来

若从0到用,从起改成,则

后面的括号是切换时增加或减去的差值。多个切换点就逐次叠加。

原书例5是在、在:

这不是从起把整个函数关掉,而是从那时起减去继续增长的部分,留下水平平台。

矩形脉冲幅度、起点、终点则为,像为。画图时标开关点,点值选择不影响变换。

图 7-7 原函数减去延迟斜坡,得到平台
t - h(t-1)(t-1) = 平台斜坡t01绿色:原斜坡 t橙色:延迟斜坡蓝色:相减后的平台从t=1起只减去继续增长的部分,结果保持为1,并没有归零。

蓝色函数为min(t,1),像函数(1-e^(-p))/p²;两个斜坡从启动后斜率相消。

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20 原书例6:阶梯函数如何变成几何级数

每隔增加,从的开始:

任意固定时间只有有限项不为0。变换后在得到

阶梯函数不周期,它是逐步累加;出现并不自动代表原函数周期。真正周期公式的分子是“一个周期的加权积分”,下一段会说明。

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21 周期与反周期:附表中的两条重要公式

若上,把积分按周期拆开:

对有界逐段连续周期函数,就足够。若,同样推导把分母改为;这里是反周期,通常周期是。

以为例,周期为,一个周期内等于,因此

双曲余切只是几何级数的另一种写法。普通满足反周期关系,而绝对值后的波形满足周期关系;这一区别决定分母符号。

图 7-8 一个周期重复,与反周期变号的区别
t0周期2:先开1,再关1T=2以实际周期T分段积分:分母 1-e^(-Tp)。

每两单位时间才完整重复,不能把开关间隔1当作周期。

来源、编排与掌握要求

依据用户提供的严镇军《数学物理方法》扫描本第七章整理;正文印刷页169—190;附表191—197上部,章末习题197下部—201。扫描PDF文件页序等于印刷页码加6。按原书节序覆盖各主题,以重新讲解、推导主线和例题说明组织,未逐字复制原文。自编检查题与原书习题分开编号,原书题号可在本章习题路线中查找;本文件不声称是全部原书习题的逐题答案册。

第一轮优先掌握能独立做题所需的概念、步骤和适用条件;背景、证明及拓展均说明用途和暂缓深究的边界。第七章含24道自编检查题及完整解析。公式与SVG内嵌,可离线阅读;屏幕答案默认折叠,打印时自动展开。整理日期:2026年10月22日。