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)27Ta​T = ?

一罐 5 °C 的汽水从冰箱中取出,放到 24 °C 的房间里。 它遵循牛顿冷却定律 dT/dt = −k·(T − Tₐ)。 已知 k = 0.09 min⁻¹,求 27 min 后的温度 T。

T0 = 5 °CTa = 24 °Ck = 0.09 min⁻¹t = 27 min
T = °C
2.微分方程困难
tyK = 1y(1) = ?

一个系统在 t ≥ 0 时满足 y″ + 4y′ + 13y = 13,从静止开始:y(0) = 0,y′(0) = 0。求 y(1);角度以弧度为单位。

y″ + 4y′ + 13y = 13y(0) = 0y′(0) = 0
y(1) =
3.矩阵与行列式中等
A =4−62−1B =2351

对所示矩阵令 C = AB。求元素 c21(第 2 行,第 1 列)。

A = [4 −6; 2 −1]B = [2 3; 5 1]
c21 =
4.矩阵与行列式困难
A =4−42−2

求所示矩阵 A 的较大特征值 λ。

A = [4 −4; 2 −2]
λ =
5.向量:点积和叉积中等
xyzab

求 a = (−7, −5, −7) 在 b = (−2, 5, −2) 上的标量投影 compb a,也就是 a 在 b 方向上的分量。

a = (−7, −5, −7)b = (−2, 5, −2)
compb a =
6.向量:点积和叉积困难
xyzab

单位向量 n̂ 与 a = (3, −3, −5) 和 b = (2, 2, −5) 都垂直,且 z 分量为正。求它的 y 分量 n̂y。

a = (3, −3, −5)b = (2, 2, −5)n̂z > 0
n̂y =
7.积分中等
xy12y = x ln x

计算 I = ∫₁2 x·ln x dx。

∫₁2 x ln x dx
I =
8.积分困难
xy2y = 6xy = 3x²

将直线 y = 6x 与抛物线 y = 3x² 之间的区域绕 x 轴旋转。求该旋转体的体积 V。

y = 6xy = 3x²
V =
9.多元微积分中等
xy1−1∇fP

对于 f(x, y) = −x³y³ − 5x² − y² − 4xy,求 f 在点 (1, −1) 处的最大变化率,即 |∇f|。

f(x, y) = −x³y³ − 5x² − y² − 4xyP = (1, −1)
|∇f| =
10.多元微积分困难
xyy = 2y = x22

积分 I = ∫02 ∫x2 cos(y²) dy dx 无法按这个顺序计算。请交换积分顺序并计算它。

f = cos(y²)0 ≤ x ≤ y ≤ 2
I =
11.数列与级数中等
k|aₖ₊₁/aₖ|123456789101112

对 Σk=1∞ k³·5ᵏ/3ᵏ 应用比值判别法。求 L = lim |ak+1/ak|。

ak = k³·5ᵏ/3ᵏ
L =
12.数列与级数困难

f(x) = sin x 在 x = 2 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 = 1),求能保证误差小于 0.001 的最小次数 n。

f(x) = sin xx = 2M = 1ε = 0.001
n =
13.拉普拉斯变换中等
t (s)f(t)t = 0.25f(0.25) = ?

用部分分式法求 F(s) = 20/(s(s + 4)(s + 6)) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。

F(s) = 20/(s(s + 4)(s + 6))t = 0.25 s
f(0.25) =
14.拉普拉斯变换困难
t (s)y(t)t = 0.25y(0.25) = ?

用拉普拉斯变换解 y″ + 3y′ + 2y = 0,初始条件 y(0) = −5,y′(0) = −6,并求 y(0.25)。

y″ + 3y′ + 2y = 0y(0) = −5y′(0) = −6t = 0.25 s
y(0.25) =
15.卷积与线性时不变系统中等
x(t)t42h(t)t14

脉冲 x(t) = 2(0 ≤ t < 4 s)与 h(t) 做卷积,h(t) 是一个三角形,从 t = 0 时的 4 线性下降到 t = 1 s 时的 0。求 y(t) = x(t) ∗ h(t) 下的面积 Ay。

x(t) = 2, 0 ≤ t < 4 sh(0) = 4, h(1) = 0
Ay =
16.卷积与线性时不变系统困难
2cos(1.5t)h(t) = 2e−2t​u(t)y(t)

输入 x(t) = 2·cos(1.5t) 加到 h(t) = 2·e−2tu(t) 的系统上。求稳态输出相对于输入的相位 φ,单位为度。

h(t) = 2e−2tu(t)x(t) = 2cos(1.5t)
φ = °

3溶液

1.微分方程

答案: T = 22.33 °C

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。

冷却定律的解

T(t) = 24 + (−19)·e−0.09t

代入 t

T(27) = 24 + (−19)·0.08804 = 22.33 °C

答案

T = 22.33 °C
2.微分方程

答案: y(1) = 1.121

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。

稳态值与根

yss = 1, r = −2 ± 3j

由初值求常数

y(0) = 1 + A = 0 → A = −1
y′(0) = −2A + 3B = 0 → B = −0.6667

求值

y(1) = 1·(1 − e−2(cos 3 + 0.6667·sin 3)) = 1.121

答案

y(1) = 1.121
3.矩阵与行列式

答案: c21 = −1

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

c21 = 2·2 + (−1)·5 = −1

答案

c21 = −1
4.矩阵与行列式

答案: λ = 2

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。

特征方程

λ² − (2)λ + (0) = 0

求解

λ = (2 ± √(4))/2 → λ = 0, 2
λ = 2

答案

λ = 2
5.向量:点积和叉积

答案: compb a = 0.5222

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 = (−7)·(−2) + (−5)·5 + (−7)·(−2) = 3

b 的长度

|b| = √((−2)² + 5² + (−2)²) = 5.745

标量投影

compb a = a·b/|b| = 3/5.745 = 0.5222

答案

compb a = 0.5222
6.向量:点积和叉积

答案: n̂y = 0.1774

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

(a × b)x = aybz − azby = (−3)·(−5) − (−5)·2 = 25
(a × b)y = azbx − axbz = (−5)·2 − 3·(−5) = 5
(a × b)z = axby − aybx = 3·2 − (−3)·2 = 12

归一化

a × b 的 z 分量已经为正。

|a × b| = √(25² + 5² + 12²) = 28.18
n̂ = (25, 5, 12)/28.18 = (0.8872, 0.1774, 0.4259)
n̂y = 0.1774

答案

n̂y = 0.1774
7.积分

答案: I = 0.6363

分部积分:∫u·dv = u·v − ∫v·du,由乘积法则得出。把 u 选为求导后会变简单的因式(x 的幂或 ln x),把 dv 选为你能积分的因式(eˣ、sin x、cos x,或 u = ln x 时的 x)。对定积分,要在两个上下限处计算 u·v:∫ₐᵇ u dv = [u·v]ₐᵇ − ∫ₐᵇ v du。含 x² 的因式需要做两轮。

选取 u 和 dv

u = ln x, du = dx/x; dv = x dx, v = x²/2

原函数

∫x ln x dx = (x²/2)ln x − ∫(x/2) dx = (x²/2)ln x − x²/4

极限

(2·ln 2 − 1) − (0 − 0.25) = 0.6363

答案

I = 0.6363
8.积分

答案: V = 120.6

旋转体体积:把 y = f(x) 之下、从 x = a 到 x = b 的区域绕 x 轴旋转,得到一个旋转体,它在 x 处的横截面是半径为 f(x) 的圆盘。把圆盘相加得 V = π∫ₐᵇ f(x)² dx。当区域位于外曲线 R(x) 与内曲线 r(x) 之间时,每个薄片是一个垫圈:V = π∫ₐᵇ (R(x)² − r(x)²) dx。相减之前要先把半径平方。

交点

6x = 3x² → x = 0, x = 2

垫圈法

V = π∫₀2 ((6x)² − (3x²)²) dx

积分

V = π(36·2³/3 − 9·2⁵/5) = π·38.4 = 120.6

答案

V = 120.6
9.多元微积分

答案: |∇f| = 5.831

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。

偏导数

fx = −3x²y³ − 10x − 4y → fx(1, −1) = −3
fy = −3x³y² − 2y − 4x → fy(1, −1) = −5

梯度的长度

|∇f| = √((−3)² + (−5)²) = 5.831

答案

|∇f| = 5.831
10.多元微积分

答案: I = −0.3784

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)。

区域

0 ≤ x ≤ y, 0 ≤ y ≤ 2

交换顺序

I = ∫02 ∫0y cos(y²) dx dy = ∫02 y·cos(y²) dy

代换 u = y²

I = [sin(y²)/2]02 = −0.3784

答案

I = −0.3784
11.数列与级数

答案: L = 1.667

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。

相邻项之比

|ak+1/ak| = ((k + 1)/k)³·5/3 → 5/3

结论

L = 1.667 > 1

答案

L = 1.667

L > 1,所以级数发散。

12.数列与级数

答案: n = 9

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012122261.3333240.666741200.266757200.08889650400.02547403200.00634983628800.001411936288000.0002822

n 增大时的误差界

n = 8: 0.001411 ≥ 0.001
n = 9: 0.0002822 < 0.001

最小次数

n = 9

答案

n = 9
13.拉普拉斯变换

答案: f(0.25) = 0.2855

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)。

部分分式

F(s) = A/s + B/(s + 4) + C/(s + 6)
A = 20/(4·6) = 0.8333
B = 20/((−4)·2) = −2.5
C = 20/((−6)·(−2)) = 1.667

逆变换

f(t) = 0.8333 − 2.5·e−4t + 1.667·e−6t

求值

f(0.25) = 0.8333 − 2.5·e−4·0.25 + 1.667·e−6·0.25 = 0.2855

答案

f(0.25) = 0.2855
14.拉普拉斯变换

答案: y(0.25) = −5.789

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

s²Y − (−5)s − (−6) + 3(sY − (−5)) + 2Y = 0
Y(s) = (−5s − 21)/((s + 1)(s + 2))

部分分式

A = −16/1 = −16
B = −11/(−1) = 11

结果

y(t) = −16·e−t + 11·e−2t
y(0.25) = −5.789

答案

y(0.25) = −5.789

检验:y(0) = A + B = −5。

15.卷积与线性时不变系统

答案: Ay = 16

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)。

输入的面积

∫x dt = 2·4 = 8
∫h dt = ½·1·4 = 2

输出的面积

Ay = 8·2 = 16

答案

Ay = 16
16.卷积与线性时不变系统

答案: φ = −36.87 °

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)|。

频率响应

H(jω) = 2/(2 + jω)

输入频率处的相位

φ = −atan(1.5/2) = −36.87°

答案

φ = −36.87°

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