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
tyy(0) = 2y(0.5) = ?

解 y″ + 2y′ + y = 0,其中 y(0) = 2,y′(0) = 2。求 y(0.5)。

y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 2y′(0) = 2
y(0.5) =
2.微分方程困难
t (min)m (kg)10 minm = ?

一个水箱装有 400 L 水,其中溶有 10 kg 盐。 每升含盐 0.25 kg 的盐水以 20 L/min 流入,混合均匀的溶液以相同流量流出。 10 min 后水箱中有多少盐 m?

V = 400 Lm0 = 10 kgc = 0.25 kg/Lr = 20 L/min
m = kg
3.矩阵与行列式中等
A =−4435B =−6565

对所示矩阵令 C = AB。求元素 c21(第 2 行,第 1 列)。

A = [−4 4; 3 5]B = [−6 5; 6 5]
c21 =
4.矩阵与行列式困难
A =3−1−93

求所示矩阵 A 的较大特征值 λ。

A = [3 −1; −9 3]
λ =
5.向量:点积和叉积中等
xyzdFAB

一个恒力 F = (30, 25, 20) N 作用在物体上,物体沿直线从点 A(1, 5, −3) 运动到点 B(5, 5, 1)。坐标单位为米。求该力所做的功 W。

F = (30, 25, 20) NA(1, 5, −3) mB(5, 5, 1) m
W = J
6.向量:点积和叉积困难
xyzrFOA

一个力 F = (−40, 0, 50) N 作用在点 A(0, 4, 3)。坐标单位为米。 求该力对 原点 O(0, 0, 0) 的力矩的大小 |M|。

F = (−40, 0, 50) NA(0, 4, 3) mO(0, 0, 0) m
|M| = N·m
7.积分中等
xy14y = x ln x

计算 I = ∫₁4 x·ln x dx。

∫₁4 x ln x dx
I =
8.积分困难
xy−22

求抛物线 y = 4 − x² 与 x 轴之间区域的面积 A。

y = 4 − x²
A =
9.多元微积分中等
xy0.52P

利用 f(x, y) = −y·e3xy 在 (0.5, 2) 处的切平面来近似 f(0.6, 1.9)。给出线性近似值 L。

f(x, y) = −y·e3xy(a, b) = (0.5, 2)(x, y) = (0.6, 1.9)
L =
10.多元微积分困难
xy−20−20AB

图中标出的点是 f(x, y) = x³ + y³ + 6xy 的临界点。点选鞍点。

f(x, y) = x³ + y³ + 6xy
  1. 1A (0, 0)
  2. 2B (−2, −2)
11.数列与级数中等
xx₀ = −2??R

求幂级数 Σk=1∞ k!·(x + 2)ᵏ/kᵏ 的收敛半径 R。

Σ k!·(x + 2)ᵏ/kᵏx₀ = −2
R =
12.数列与级数困难

f(x) = sin x 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 = 1),求能保证误差小于 0.0005 的最小次数 n。

f(x) = sin xx = 0.5M = 1ε = 0.0005
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) = 25/(s(s + 2)(s + 5)) 对应的 f(t),并计算 f(0.25)。

F(s) = 25/(s(s + 2)(s + 5))t = 0.25 s
f(0.25) =
14.拉普拉斯变换困难
t (s)y(t)t = 0.4y(0.4) = ?

某系统满足 y″ + 5y′ + 4y = 10·u(t)。它从静止开始(y(0) = 0,y′(0) = 0),输入为阶跃 u(t) = 1(t ≥ 0)。用拉普拉斯变换求输出 y(0.4)。

y″ + 5y′ + 4y = 10·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.4 s
y(0.4) =
15.卷积与线性时不变系统中等
x(t)t210h(t)t1

脉冲 x(t) = 10(0 ≤ t < 2 s,其他时刻为零)加到 h(t) = e−2tu(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) = 10, 0 ≤ t < 2 sh(t) = e−2tu(t)t = 3.5 s
y(3.5) =
16.卷积与线性时不变系统困难
δ[n]2+h[n]0.5·z⁻¹+

某系统满足 y[n] = 0.5·y[n − 1] + 2·x[n],初始状态为静止。求它的冲激响应样本 h[5]。

y[n] = 0.5y[n − 1] + 2x[n]x[n] = δ[n]
h[5] =

3溶液

1.微分方程

答案: y(0.5) = 2.426

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。

二重根

(r + 1)² = 0 → r = −1

常数

A = y(0) = 2
y′(0) = B − 1A → B = 2 + 2 = 4

求值

y(0.5) = (2 + 4·0.5)·e−0.5 = 2.426

答案

y(0.5) = 2.426
2.微分方程

答案: m = 45.41 kg

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。

列方程

dm/dt = 20·0.25 − (20/400)·m = 5 − 0.05·m

求解

积分因子为 ert/V;解趋近于平衡值 c·V。

m(t) = 100 + (−90)·e−t/20

代入 t

m(10) = 100 + (−90)·0.6065 = 45.41 kg

答案

m = 45.41 kg
3.矩阵与行列式

答案: c21 = 12

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 = 3·(−6) + 5·6 = 12

答案

c21 = 12
4.矩阵与行列式

答案: λ = 6

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 − (6)λ + (0) = 0

求解

λ = (6 ± √(36))/2 → λ = 0, 6
λ = 6

答案

λ = 6
5.向量:点积和叉积

答案: W = 200 J

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.

位移

d = B − A = (5, 5, 1) − (1, 5, −3) = (4, 0, 4) m

功

W = F·d = 30·4 + 25·0 + 20·4 = 200 J

答案

W = 200 J
6.向量:点积和叉积

答案: |M| = 282.8 N·m

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.

从 O 到 A 的位置向量

r = A − O = (0, 4, 3) − (0, 0, 0) = (0, 4, 3) m

力矩 M = r × F

(r × F)x = ryFz − rzFy = 4·50 − 3·0 = 200 N·m
(r × F)y = rzFx − rxFz = 3·(−40) − 0·50 = −120 N·m
(r × F)z = rxFy − ryFx = 0·0 − 4·(−40) = 160 N·m

模

|M| = √(200² + (−120)² + 160²) = 282.8 N·m

答案

|M| = 282.8 N·m
7.积分

答案: I = 7.34

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

(8·ln 4 − 4) − (0 − 0.25) = 7.34

答案

I = 7.34
8.积分

答案: A = 10.67

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。

零点

4 − x² = 0 → x = ±2

积分

A = [4x − x³/3]−22 = 5.333 − (−5.333) = 10.67

答案

A = 10.67
9.多元微积分

答案: L = −56.24

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。

该点处的函数值与斜率

f(0.5, 2) = −40.17
fx = −3y²e3xy → fx(0.5, 2) = −241
fy = −e3xy(1 + 3xy) → fy(0.5, 2) = −80.34

切平面

z = −40.17 − 241(x − 0.5) − 80.34(y − 2)
z = −241x − 80.34y + 241

线性近似

L = −40.17 + (−241)·0.1 + (−80.34)·(−0.1) = −56.24

答案

L = −56.24

精确值为 f = −58.081889;因为步长很小,平面与曲面很接近。

10.多元微积分

答案: A (0, 0)

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)。

临界点

联立求解 fx = 0 和 fy = 0。

fx = 3x² + 6y = 0
fy = 3y² + 6x = 0
(0, 0), (−2, −2)

二阶导数检验

(0, 0): fxx = 0, fyy = 0, fxy = 6, D = −36 → 鞍点
(−2, −2): fxx = −12, fyy = −12, fxy = 6, D = 108 → 局部极大值

该点

A (0, 0): 鞍点

答案

A (0, 0)
11.数列与级数

答案: R = 2.718

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。

系数

ck/ck+1 = (1 + 1/k)ᵏ → e

半径

R = 2.718

答案

R = 2.718

比值判别法对两个端点没有结论;必须单独检验它们。

12.数列与级数

答案: n = 4

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010.5120.125260.020833240.00260441200.0002604

n 增大时的误差界

n = 3: 0.002604 ≥ 0.0005
n = 4: 0.0002604 < 0.0005

最小次数

n = 4

答案

n = 4
13.拉普拉斯变换

答案: f(0.25) = 0.4503

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 + 2) + C/(s + 5)
A = 25/(2·5) = 2.5
B = 25/((−2)·3) = −4.167
C = 25/((−5)·(−3)) = 1.667

逆变换

f(t) = 2.5 − 4.167·e−2t + 1.667·e−5t

求值

f(0.25) = 2.5 − 4.167·e−2·0.25 + 1.667·e−5·0.25 = 0.4503

答案

f(0.25) = 0.4503
14.拉普拉斯变换

答案: y(0.4) = 0.4338

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) = 10/(s(s + 1)(s + 4))

部分分式

A = 10/(1·4) = 2.5
B = 10/((−1)·3) = −3.333
C = 10/((−4)·(−3)) = 0.8333

出量

y(t) = 2.5 − 3.333·e−t + 0.8333·e−4t
y(0.4) = 0.4338

答案

y(0.4) = 0.4338
15.卷积与线性时不变系统

答案: y(3.5) = 0.2444

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) = (10/2)(1 − e−4) = 4.908

脉冲结束后的衰减

y(3.5) = 4.908·e−2·1.5 = 0.2444

答案

y(3.5) = 0.2444
16.卷积与线性时不变系统

答案: h[5] = 0.0625

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)|。

迭代

h[0] = 2
h[1] = 1
h[2] = 0.5
h[3] = 0.25
h[4] = 0.125
h[5] = 0.0625

结果

h[5] = 2·(0.5)5 = 0.0625

答案

h[5] = 0.0625

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