工程数学 2:速成包

公式表、每个专题的关键方法步骤和 16 道练习题,完整解答附在最后。

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1公式与方法

微分方程

指数增长/衰减
dy/dt = ky → y = y0ekt
半衰期
k = ln 2 / t½
牛顿冷却定律
T(t) = Ta + (T0 − Ta)e−kt
积分因子
y′ + p(x)y = q(x): μ = e∫p dx, (μy)′ = μq
混合槽
dm/dt = r·c − (r/V)·m

矩阵与行列式

2×2 行列式
det = ad − bc
2×2 逆矩阵
A⁻¹ = (1/det)·[d −b; −c a]
产品
(AB)ij = Σk AikBkj
特征值
det(A − λI) = 0
克拉默法则
xi = det(Ai)/det(A)

向量:点积和叉积

模
|a| = √(ax² + ay² + az²)
单位向量
û = a/|a|
由角度求分量
Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ
点积
a·b = axbx + ayby + azbz = |a||b|cos θ
a 在 b 上的标量投影
a·b/|b|
功
W = F·d
叉积
a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx)
面积
平行四边形 |a × b|,三角形 ½|a × b|
对 O 的力矩
MO = r × F, r = A − O
平行六面体的体积
V = |a·(b × c)|

方法

  1. 把每个向量都写成分量形式;对于由大小和角度给出的力,用 F·cos θ 和 F·sin θ。
  2. 求长度和方向时,用模 √(x² + y² + z²) 和单位向量 a/|a|。
  3. 求夹角、投影、垂直关系和功时,用点积:a·b = |a||b|cos θ。
  4. 求垂直向量、面积和力矩时,用叉积:仔细写出三个分量,并保持 a × b 的顺序。

积分

幂法则
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
定积分
∫ab f dx = F(b) − F(a)
常用积分
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
曲线间的面积
∫ab (f − g) dx

方法

  1. 尽可能把被积函数改写为简单项之和。
  2. 应用幂法则:∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1),以及 ex、1/x、sin 和 cos 的基本积分。
  3. 当看到一个函数和它的导数同时出现时,用换元法。
  4. 对于定积分,计算 F(b) − F(a)。

多元微积分

偏导数
fx = ∂f/∂x (y constant), fxy = fyx
梯度
∇f = (fx, fy), largest slope |∇f|
方向导数
Duf = ∇f·u, u = v/|v|
切平面
z = f(a, b) + fx(x − a) + fy(y − b)
链式法则
dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt
二阶导数检验
D = fxxfyy − fxy²: D > 0, fxx > 0 minimum; D > 0, fxx < 0 maximum; D < 0 saddle
二重积分
∬R f dA = ∫ab∫g(x)h(x) f dy dx
极坐标
x = r cos θ, y = r sin θ, dA = r dr dθ

方法

  1. 求偏导数时,把另一个变量当作常数,并使用一元函数的法则。
  2. 梯度类题目要在该点计算 ∇f = (fx, fy);最陡斜率用 |∇f|,方向导数用 ∇f·u,其中 u 是单位向量。
  3. 求极值时联立求解 fx = 0 和 fy = 0,然后用 D = fxx·fyy − fxy² 对每个点分类。
  4. 对于二重积分,画出区域草图,选择积分顺序(圆盘用极坐标),使内层积分限是边界曲线,并先算内层。

数列与级数

等差数列
aₙ = a₁ + (n − 1)d, Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2
等比数列
aₙ = a₁rⁿ⁻¹, Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r)
无穷等比级数
S = a₁/(1 − r), |r| < 1
p-级数
Σ1/kᵖ converges only for p > 1
比值判别法
L = lim |ak+1/ak|: L < 1 converges, L > 1 diverges
收敛半径
R = lim |ck/ck+1|
泰勒多项式
Pₙ(x) = Σ f⁽ᵏ⁾(a)(x − a)ᵏ/k!
麦克劳林级数
eˣ = Σxᵏ/k!, sin x = x − x³/3! + …, cos x = 1 − x²/2! + …, ln(1 + x) = x − x²/2 + …
拉格朗日误差界
|Rₙ| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!

方法

  1. 判断类型:等差(公差恒定)、等比(公比恒定)、标准级数、幂级数还是泰勒多项式。
  2. 求和时使用 Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2、Sₙ = a₁(1 − rⁿ)/(1 − r),或 |r| < 1 时使用 S = a₁/(1 − r),其中 a₁ 是和的第一项。
  3. 判断收敛性:先用通项判别法,再与 Σ1/kᵖ 或等比级数比较,含阶乘和 k 次幂的级数用比值判别法或根值判别法。
  4. 对于泰勒多项式,列出 f(a)、f′(a)、f″(a)、…,把第 k 阶导数除以 k!,并用 M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)! 估计误差。

卷积与线性时不变系统

离散卷积
y[n] = Σ x[k]·h[n − k]
连续卷积
y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ
长度与和
Ly = Lx + Lh − 1, Σy = Σx·Σh
起点、终点与面积
t1 + t3 … t2 + t4, ∫y = ∫x·∫h
阶跃输入到 e^(−at)u(t)
y(t) = (A/a)(1 − e−at)
一阶系统
y′ + a·y = b·x → h(t) = b·e−atu(t)
一阶递推
y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n] → h[n] = b·aⁿ
正弦信号通过 h(t)
|H(jω)|, ∠H(jω); H(jω) = b/(a + jω)
傅里叶级数的幅值
方波 ±A:4A/(kπ),k 为奇数;三角波 ±A:8A/(π²k²),k 为奇数;脉冲串:A·D 和 (2A/(kπ))|sin kπD|

方法

  1. 画出两个信号,标明各自在哪里非零。
  2. 把 h 翻转并滑动:对每个输出时刻,找出两个信号的重叠范围。
  3. 只在该重叠范围内相乘并求和(离散),或相乘并积分(连续)。
  4. 检验结果:输出从起始时间之和开始,到结束时间之和结束,其面积或和等于输入面积或和的乘积。

2练习题

1.微分方程中等
t (min)T (°C)23Ta​53 °C33 °C

一杯 83 °C 的咖啡放在 22 °C 的房间里。 23 min 后其温度为 53 °C。 它遵循牛顿冷却定律 dT/dt = −k·(T − Tₐ)。 从开始算起需要多长时间 t 才能达到 33 °C?

T0 = 83 °CTa = 22 °CT(23) = 53 °CT = 33 °C
t = min
2.微分方程困难
tyy(0) = 2y(0.5) = ?

解 y″ + 2y′ + 10y = 0,其中 y(0) = 2,y′(0) = 0(从静止释放)。求 y(0.5);角度以弧度为单位。

y″ + 2y′ + 10y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
3.矩阵与行列式中等
A =36−26B =2−346

对所示矩阵令 C = AB。求元素 c11(第 1 行,第 1 列)。

A = [3 6; −2 6]B = [2 −3; 4 6]
c11 =
4.矩阵与行列式困难
A =1−335b =3−6

解方程组 x − 3y = 3 和 3x + 5y = −6。求 x。

x − 3y = 33x + 5y = −6
x =
5.向量:点积和叉积中等
xyzab

求向量 a = (−5, 2, −1) 与 b = (3, −6, 4) 之间的夹角 θ,以度为单位。

a = (−5, 2, −1)b = (3, −6, 4)
θ = °
6.向量:点积和叉积困难
xyzabc

求平行六面体的体积 V,其从一个顶点出发的三条棱为 a = (1, 4, 1)、b = (−3, 3, −1) 和 c = (−4, −1, −4)。

a = (1, 4, 1)b = (−3, 3, −1)c = (−4, −1, −4)
V =
7.积分中等
xy14

计算 I = ∫14 1/x dx。

f(x) = 1/x[1, 4]
I =
8.积分困难
xyy = 0.5x2​y = x

求由 y = 0.5x2 和 y = x 围成区域的面积 A。

y = 0.5x2y = x
A =
9.多元微积分中等
xy−202−2−10vP

对于 f(x, y) = 2xe0.5y,求在 (1, −1) 处沿 v = (−3, 0) 方向的方向导数 Duf。

f(x, y) = 2xe0.5yP = (1, −1)v = (−3, 0)
Duf =
10.多元微积分困难
xy−202−1012(1, 1)(−1, 1)

f(x, y) = x³ − 3x + y² − 2y 在 (−1, 1) 处有一个临界点。计算该点的判别式 D = fxxfyy − fxy²。

f(x, y) = x³ − 3x + y² − 2yP = (−1, 1)
D =
11.数列与级数中等
AΣ 1/(k(k + 2))k = 1 … ∞BΣ k/(k + 8)k = 1 … ∞CΣ (4/5)ᵏk = 1 … ∞DΣ (−1)ᵏ/√kk = 1 … ∞

四个级数中恰有一个发散。点选它。

A: Σ 1/(k(k + 2))B: Σ k/(k + 8)C: Σ (4/5)ᵏD: Σ (−1)ᵏ/√k
  1. 1A: Σ 1/(k(k + 2))
  2. 2B: Σ k/(k + 8)
  3. 3C: Σ (4/5)ᵏ
  4. 4D: Σ (−1)ᵏ/√k
12.数列与级数困难

f(x) = eˣ 在 x = 0.5 处用其 n 次麦克劳林多项式近似。利用拉格朗日误差界 M·|x|ⁿ⁺¹/(n + 1)!(M = 2),求能保证误差小于 1 × 10⁻⁶ 的最小次数 n。

f(x) = eˣx = 0.5M = 2ε = 1 × 10⁻⁶
n =
13.拉普拉斯变换中等
ReIm−1−2−3−4−5−61

F(s) = (s + 5)/(s² + 9s + 18)。它的逆变换形如 f(t) = A·e−3t + B·e−6t。用部分分式法求系数 A。

F(s) = (s + 5)/(s² + 9s + 18)
A =
14.拉普拉斯变换困难
t (s)y(t)t = 0.2y(0.2) = ?

某系统满足 y″ + 7y′ + 10y = 40·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 10(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.2)。

y″ + 7y′ + 10y = 40·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
15.卷积与线性时不变系统中等
x(t)t21h(t)t1

脉冲 x(t) = 1(0 ≤ t < 2 s,其他时刻为零)加到 h(t) = e−5tu(t) 的系统上。求脉冲结束之后 t = 3.5 s 时的输出 y(3.5)。

x(t) = 1, 0 ≤ t < 2 sh(t) = e−5tu(t)t = 3.5 s
y(3.5) =
16.卷积与线性时不变系统困难
x(t)t (ms)2.551010−10

三角波在 −10 和 +10 之间线性上升和下降,周期 T = 5 ms。求它在 200 Hz 处的傅里叶分量幅值 c1。

±10T = 5 msf = 200 Hz
c1 =

3溶液

1.微分方程

答案: t = 58.21 min

一阶微分方程:dy/dt = k·y 的解为 y = y₀·ekt(k > 0 时增长,k < 0 时衰减);半衰期 T 对应 k = ln 2/T。牛顿冷却定律 dT/dt = −k·(T − Tₐ) 给出 T(t) = Tₐ + (T₀ − Tₐ)·e−kt。线性方程 y′ + p(x)·y = q(x) 用积分因子 μ = e∫p dx 求解:(μy)′ = μq,所以 μy = ∫μq dx + C。

冷却常数

k = ln(61/31)/23 = 0.02943 min⁻¹

达到目标温度的时间

t = ln(61/11)/0.02943 = 58.21 min

答案

t = 58.21 min
2.微分方程

答案: y(0.5) = 0.4891

二阶线性方程:对 y″ + b·y′ + c·y = 0,试 y = ert:得到特征方程 r² + b·r + c = 0。两个不等实根 r₁ ≠ r₂ 给出 y = A·er₁t + B·er₂t(过阻尼);二重根 r 给出 y = (A + Bt)·ert(临界阻尼);复根 −α ± jω 给出 y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt)(欠阻尼,振荡)。初值 y(0) 和 y′(0) 决定 A 和 B。写成 y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 时,ωn 是固有频率,ζ 是阻尼比:ζ < 1 时振荡。在常值输入下,y″ + by′ + cy = c·K 的解是稳态值 K 加上自由响应。

复根

r = −1 ± 3j

常数

A = 2, B = 1·2/3 = 0.6667

求值

y(0.5) = e−0.5(2·cos 1.5 + 0.6667·sin 1.5) = 0.4891

答案

y(0.5) = 0.4891
3.矩阵与行列式

答案: c11 = 30

矩阵:2×2 矩阵的行列式为 ad − bc。对于 3×3,按某一行展开:每个元素乘以划去其所在行和列后剩下的 2×2 矩阵的行列式,符号按 + − + 交替。特征值 λ 满足 det(A − λI) = 0;对于 2×2,即 λ² −(迹)·λ + det = 0。

行乘列

c11 = 3·2 + 6·4 = 30

答案

c11 = 30
4.矩阵与行列式

答案: x = −0.2143

矩阵:2×2 矩阵的行列式为 ad − bc。对于 3×3,按某一行展开:每个元素乘以划去其所在行和列后剩下的 2×2 矩阵的行列式,符号按 + − + 交替。特征值 λ 满足 det(A − λI) = 0;对于 2×2,即 λ² −(迹)·λ + det = 0。

系数矩阵的行列式

det A = 1·5 − (−3)·3 = 14

替换 x 列

det Aₓ = 3·5 − (−3)·(−6) = −3
x = −3/14 = −0.2143

答案

x = −0.2143
y = −1.071
5.向量:点积和叉积

答案: θ = 136.4 °

Dot product: a·b = axbx + ayby + azbz = |a|·|b|·cos θ, a scalar. It gives the angle between two vectors, cos θ = a·b/(|a|·|b|), and it is zero when they are perpendicular. The scalar projection of a onto b is a·b/|b|, and a constant force F moving through a displacement d does work W = F·d.

点积

a·b = (−5)·3 + 2·(−6) + (−1)·4 = −31

模

|a| = √((−5)² + 2² + (−1)²) = 5.477
|b| = √(3² + (−6)² + 4²) = 7.81

相角

cos θ = −31/(5.477·7.81) = −0.7247
θ = arccos(−0.7247) = 136.4°

答案

θ = 136.4°
6.向量:点积和叉积

答案: V = 30

Cross product: a × b = (aybz − azby, azbx − axbz, axby − aybx) is perpendicular to both vectors, and |a × b| = |a|·|b|·sin θ is the area of the parallelogram they span (the triangle has half of it). Order matters: b × a = −(a × b). The moment of a force F applied at point A about point O is MO = r × F, with r = A − O.

叉积 b × c

(b × c)x = bycz − bzcy = 3·(−4) − (−1)·(−1) = −13
(b × c)y = bzcx − bxcz = (−1)·(−4) − (−3)·(−4) = −8
(b × c)z = bxcy − bycx = (−3)·(−1) − 3·(−4) = 15

与 a 的点积

a·(b × c) = 1·(−13) + 4·(−8) + 1·15 = −30
V = |−30| = 30

答案

V = 30
7.积分

答案: I = 1.386

定积分:∫ₐᵇ f(x) dx 是从 a 到 b 图像与 x 轴之间的有向面积。求一个原函数 F(F′ = f),再计算 F(b) − F(a)。幂法则:∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)。两条曲线之间的面积为 ∫(上 − 下) dx。

原函数

F(x) = ln x

代入上下限

I = (ln 4 − ln 1) = ln 4 = 1.386

答案

I = 1.386
8.积分

答案: A = 0.6667

定积分:∫ₐᵇ f(x) dx 是从 a 到 b 图像与 x 轴之间的有向面积。求一个原函数 F(F′ = f),再计算 F(b) − F(a)。幂法则:∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1)。两条曲线之间的面积为 ∫(上 − 下) dx。

交点

0.5x2 = x → x = 0, x = 2

对上减下积分

A = [0.5x2 − 0.1667x3]02 = 0.6667

答案

A = 0.6667
9.多元微积分

答案: Duf = −1.213

梯度:∇f = (fx, fy) 指向最陡上升的方向,|∇f| 是最大变化率。沿方向 v 的方向导数为 Duf = ∇f·u,其中单位向量 u = v/|v|。在 (a, b) 处的切平面为 z = f(a, b) + fx(a, b)(x − a) + fy(a, b)(y − b);它给出 f 在该点附近的线性近似。链式法则:dz/dt = fx·dx/dt + fy·dy/dt。

该点处的梯度

fx = 2·e0.5y → fx(1, −1) = 1.213
fy = xe0.5y → fy(1, −1) = 0.6065

单位向量

|v| = √((−3)² + 0²) = 3
u = (−1, 0)

点积

Duf = 1.213·(−1) + 0.6065·0 = −1.213

答案

Duf = −1.213
10.多元微积分

答案: D = −12

临界点与二重积分:临界点满足 fx = fy = 0。用 D = fxxfyy − fxy² 做二阶导数检验:D > 0 且 fxx > 0 为局部极小值,D > 0 且 fxx < 0 为局部极大值,D < 0 为鞍点,D = 0 无法判断。对于一般区域上的二重积分,内层积分限取为围成该区域的曲线;对于圆盘和扇形,使用极坐标 x = r cos θ,y = r sin θ,dA = r dr dθ(不要忘了因子 r)。

二阶导数

fxx = −6, fyy = 2, fxy = 0

判别式

D = (−6)·2 − 0² = −12
→ 鞍点

答案

D = −12
11.数列与级数

答案: B: Σ k/(k + 8)

收敛性:如果各项不趋于 0,级数发散(通项判别法)。Σ1/kᵖ 仅当 p > 1 时收敛,Σrᵏ 仅当 |r| < 1 时收敛。当一个级数的项在 k 很大时与这些级数的项相近时,可与之比较。比值判别法:L = lim |ak+1/ak|;根值判别法:L = lim |ak|1/k。L < 1 收敛,L > 1 发散,L = 1 无法判断。幂级数 Σck(x − x₀)ᵏ 在 |x − x₀| < R 时收敛,其中 R = lim |ck/ck+1|;项递减趋于 0 的交错级数收敛。

检验每个级数

A: Σ 1/(k(k + 2)) → 小于 1/k²:由比较判别法收敛。
B: Σ k/(k + 8) → 各项趋于 1,而不是 0:由通项判别法,发散。
C: Σ (4/5)ᵏ → 等比级数,r = 4/5,|r| < 1:收敛。
D: Σ (−1)ᵏ/√k → 交错级数,1/√k 递减趋于 0:收敛(条件收敛)。

答案

B: Σ k/(k + 8)

答案

B: Σ k/(k + 8)
12.数列与级数

答案: n = 7

泰勒多项式:在 x = a 附近,光滑函数可用 Pₙ(x) = f(a) + f′(a)(x − a) + f″(a)(x − a)²/2! + … + f⁽ⁿ⁾(a)(x − a)ⁿ/n! 近似;当 a = 0 时这就是麦克劳林多项式。标准级数:eˣ = Σxᵏ/k!,sin x = x − x³/3! + x⁵/5! − …,cos x = 1 − x²/2! + x⁴/4! − …,ln(1 + x) = x − x²/2 + x³/3 − …,1/(1 − x) = Σxᵏ。拉格朗日误差界:|f(x) − Pₙ(x)| ≤ M·|x − a|ⁿ⁺¹/(n + 1)!,其中 M 是 |f⁽ⁿ⁺¹⁾| 在 a 与 x 之间的最大值。

n(n + 1)!误差界011120.25260.041673240.00520841200.000520857204.34 × 10⁻⁵650403.1 × 10⁻⁶7403201.938 × 10⁻⁷

n 增大时的误差界

n = 6: 3.1 × 10⁻⁶ ≥ 1 × 10⁻⁶
n = 7: 1.938 × 10⁻⁷ < 1 × 10⁻⁶

最小次数

n = 7

答案

n = 7
13.拉普拉斯变换

答案: A = 0.6667

拉普拉斯变换:F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt 把导数变成乘以 s:ℒ{f′} = sF(s) − f(0),ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0)。常用变换对:1 ↔ 1/s,e−at ↔ 1/(s + a),t·e−at ↔ 1/(s + a)²,sin ωt ↔ ω/(s² + ω²),cos ωt ↔ s/(s² + ω²);平移 s → s + σ 相当于把时间函数乘以 e−σt。要对有理函数 F(s) 求逆变换,先分解成部分分式:单极点 p 的留数为 A = [(s − p)·F(s)] 在 s = p 处的值。终值定理:f(∞) = lims→0 s·F(s),仅当 s·F(s) 的所有极点都在左半平面时成立。初值定理:f(0⁺) = lims→∞ s·F(s)。

分解分母

s² + 9s + 18 = (s + 3)(s + 6)
F(s) = A/(s + 3) + B/(s + 6)

遮盖法

乘以 (s + 3) 并令 s = −3:B 项消失。

A = (s + 5)/(s + 6) |s = −3 = 2/3 = 0.6667

答案

A = 0.6667
(B = 0.3333,所以 f(t) = 0.6667·e−3t + 0.3333·e−6t)
14.拉普拉斯变换

答案: y(0.2) = 5.122

拉普拉斯变换:F(s) = ∫₀∞ f(t)·e−st dt 把导数变成乘以 s:ℒ{f′} = sF(s) − f(0),ℒ{f″} = s²F(s) − s·f(0) − f′(0)。常用变换对:1 ↔ 1/s,e−at ↔ 1/(s + a),t·e−at ↔ 1/(s + a)²,sin ωt ↔ ω/(s² + ω²),cos ωt ↔ s/(s² + ω²);平移 s → s + σ 相当于把时间函数乘以 e−σt。要对有理函数 F(s) 求逆变换,先分解成部分分式:单极点 p 的留数为 A = [(s − p)·F(s)] 在 s = p 处的值。终值定理:f(∞) = lims→0 s·F(s),仅当 s·F(s) 的所有极点都在左半平面时成立。初值定理:f(0⁺) = lims→∞ s·F(s)。

对方程做变换

Y(s) = 400/(s(s + 2)(s + 5))

部分分式

A = 400/(2·5) = 40
B = 400/((−2)·3) = −66.67
C = 400/((−5)·(−3)) = 26.67

出量

y(t) = 40 − 66.67·e−2t + 26.67·e−5t
y(0.2) = 5.122

答案

y(0.2) = 5.122
15.卷积与线性时不变系统

答案: y(3.5) = 0.0001106

连续卷积:y(t) = ∫ x(τ)·h(t − τ) dτ。把 h 翻转,平移到位置 t,对重叠部分的乘积积分。对因果信号,积分从 0 到 t。有用的结论:y 的面积等于 x 的面积乘以 h 的面积;若 x 持续时间从 t₁ 到 t₂,h 从 t₃ 到 t₄,则 y 持续时间从 t₁ + t₃ 到 t₂ + t₄。对于 h(t) = e−atu(t) 和高度为 A 的阶跃,y(t) = (A/a)(1 − e−at)。

脉冲结束时的输出

y(2) = (1/5)(1 − e−10) = 0.2

脉冲结束后的衰减

y(3.5) = 0.2·e−5·1.5 = 0.0001106

答案

y(3.5) = 0.0001106
16.卷积与线性时不变系统

答案: c1 = 8.106

冲激响应与傅里叶级数:冲激响应 h(t) 完全描述一个线性时不变系统:对于 y′ + a·y = b·x,h(t) = b·e−atu(t);对于 y[n] = a·y[n − 1] + b·x[n],h[n] = b·aⁿu[n]。正弦信号 cos ωt 通过系统时,增益为 |H(jω)|,相位为 ∠H(jω),其中 H 是 h 的傅里叶变换。周期信号是频率为 k/T 的各次谐波之和:幅值 ±A 的方波只含奇次谐波,幅值为 4A/(kπ);峰值为 A 的三角波的谐波幅值为 8A/(π²k²);高度为 A、占空比为 D 的脉冲串,其平均值为 A·D,谐波为 (2A/(kπ))·|sin(kπD)|。

谐波次数

f₀ = 1/T = 200 Hz → k = 1

振幅

c1 = 8·10/(π²·1²) = 8.106

答案

c1 = 8.106

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