1. Uvodna razmatranja U ovom predavanju se navodi jedna motivacija za proučavanje tema koje čine sadržaj kursa.

Σχετικά έγγραφα
Sistem sučeljnih sila

SISTEMI DIFERENCIJALNIH JEDNAČINA - ZADACI NORMALNI OBLIK

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Ovo nam govori da funkcija nije ni parna ni neparna, odnosno da nije simetrična ni u odnosu na y osu ni u odnosu na

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

5. Karakteristične funkcije

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

ZI. NEODREðENI INTEGRALI

Zadatak 2 Odrediti tačke grananja, Riemann-ovu površ, opisati sve grane funkcije f(z) = z 3 z 4 i objasniti prelazak sa jedne na drugu granu.

Teorijske osnove informatike 1

Obrada signala

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

Kaskadna kompenzacija SAU

IZVODI ZADACI (I deo)

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

Matematika 1 - vježbe. 11. prosinca 2015.

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Elementi spektralne teorije matrica

10.1. Bit Error Rate Test

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

Operacije s matricama

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

2. Ako je funkcija f(x) parna onda se Fourierov red funkcije f(x) reducira na Fourierov kosinusni red. f(x) cos

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) IV deo. Miloš Marjanović

Funkcija prenosa. Funkcija prenosa se definiše kao količnik z transformacija odziva i pobude. Za LTI sistem: y n h k x n k.

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

18. listopada listopada / 13

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

Zadaci iz Osnova matematike

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 1 OSNOVNA KOLA SA DIODAMA

Diskretizacija spektra - DFT

5 Ispitivanje funkcija

KOMUTATIVNI I ASOCIJATIVNI GRUPOIDI. NEUTRALNI ELEMENT GRUPOIDA.

1.4 Tangenta i normala

( , 2. kolokvij)

Računarska grafika. Rasterizacija linije

radni nerecenzirani materijal za predavanja

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

1. zadatak , 3 Dakle, sva kompleksna re{ewa date jedna~ine su x 1 = x 2 = 1 (dvostruko re{ewe), x 3 = 1 + i

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

Funkcija gustoće neprekidne slučajne varijable ima dva bitna svojstva: 1. Nenegativnost: f(x) 0, x R, 2. Normiranost: f(x)dx = 1.

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

PID: Domen P je glavnoidealski [PID] akko svaki ideal u P je glavni (generisan jednim elementom; oblika ap := {ab b P }, za neko a P ).

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

Termovizijski sistemi MS1TS

4.7. Zadaci Formalizam diferenciranja (teorija na stranama ) 343. Znajući izvod funkcije x arctg x, odrediti izvod funkcije x arcctg x.

MATEMATIKA 2. Grupa 1 Rexea zadataka. Prvi pismeni kolokvijum, Dragan ori

Računarska grafika. Rasterizacija linije

DRUGI KOLOKVIJUM IZ MATEMATIKE 9x + 6y + z = 1 4x 2y + z = 1 x + 2y + 3z = 2. je neprekidna za a =

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 26. jun Katedra za Računarsku tehniku i informatiku

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Dvanaesti praktikum iz Analize 1

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

nvt 1) ukoliko su poznate struje dioda. Struja diode D 1 je I 1 = I I 2 = 8mA. Sada je = 1,2mA.

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

Prikaz sustava u prostoru stanja

Analiza sistema automatskog upravljanja u prostoru stanja

Jednodimenzionalne slučajne promenljive

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

Više dokaza jedne poznate trigonometrijske nejednakosti u trokutu

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

APROKSIMACIJA FUNKCIJA

4 Izvodi i diferencijali

1 Svojstvo kompaktnosti

Sistemi veštačke inteligencije primer 1

Dužina luka i oskulatorna ravan

Rešenja A/2 kolokvijuma iz predmeta MERNI SISTEMI U TELEKOMUNIKACIJAMA 10. januar 2006.

(y) = f (x). (x) log ϕ(x) + ψ(x) Izvodi parametarski definisane funkcije y = ψ(t)

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

F (x) = kx. F (x )dx. F = kx. U(x) = U(0) kx2

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

numeričkih deskriptivnih mera.

MEHANIKA FLUIDA. Isticanje kroz otvore sa promenljivim nivoom tečnosti

4 Numeričko diferenciranje

DIMENZIONISANJE PRAVOUGAONIH POPREČNIH PRESEKA NAPREGNUTIH NA PRAVO SLOŽENO SAVIJANJE

Prvi pismeni zadatak iz Analize sa algebrom novembar Ispitati znak funkcije f(x) = tgx x x3. 2. Naći graničnu vrednost lim x a

Induktivno spregnuta kola

2. KOLOKVIJ IZ MATEMATIKE 1

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

Periodičke izmjenične veličine

Transcript:

Izabrana poglavlja primnjn analiz 1. XI 217. 1. Uvodna razmatranja U ovom prdavanju s navodi jdna motivacija za proučavanj tma koj čin sadržaj kursa. 1.1. Linarni vrmnsko-invarijanti i vrmnsko-nprkidni sistmi. Sistm L j oprator koji ulaznom signalu/funkciji f dodljuj izlaz y, koji s zov i odziv sistma. Sistm j linaran ako važi L(αf + βg) = αl(f) + βl(g), α, β C. Vrmnska nprkidnost sistma znači da su ulazna i izlazna funkcija dfinisan nad nkim vrmnskim intrvalom. Prtpostavlja s da su vrdnosti ovih funkcija komplksni brojvi. Sistm j invarijantan u vrmnu ako iz f(t) y(t) sldi f(t t ) y(t t ), t R. Za linarn vrmnsko-nprkidn i vrmnsko-invarijantn sistm s koristi oznaka LTC. Vrmnski harmonik j signal oblika c iωt, gd su c = A iφ C i ω R zadati, a t R. Broj ω j frkvncija, A R amplituda, a φ R počtna faza vrmnskog harmonika c iωt = A iφ iωt = A i(ωt+φ). Ako j L LTC sistm, a f vrmnski harmonik, onda j odziv sistma takodj vrmnski harmonik oblika H ω iωt. Naim, ako j Lf = y, onda j y(t t ) = L(f(t t )) = L(c iω(t t ) ) = L(c iωt iωt ) = iωt L(c iωt ) = iωt y(t), pa j (za t = i t = s) y(s) = y() iωs, s R. Dakl, L : iωt H(ω) iωt. Funkcija H(ω) = H ω : R C naziva s frkvncijski odziv sistma, funkcija sistma ili funkcija prlaza (prnosa). Za H(ω) = H(ω) iφ(ω), modul H(ω) j amplituda odziva, a argumnt Φ(ω) faza odziva. Primr 1.1. U strujnom kolu sa gnratorom napona E(t), otpornikom R i kalmom L, jačina struj j data sa i(t) = 1 L t (t x)r/l E(x)dx, t R. 1

2 Ako j ulaz u strujno kolo vrmnski harmonik iωt, onda j ( ) i(t) = ξr/l iωξ dξ iωt, t R, L pa j frkvncijski odziv u primru strujnog kola H(ω) = 1 L ξr/l iωξ dξ, ω R. Ovo j, po dfiniciji, Furijova transformacija funkcij ξr/l, ξ R, pa s dirktnim računom, ili iz tablica Furijovih transformacija dobija H(ω) = 1/(R + iωl), ω R. Sistm j stabilan ako j odziv svakog ograničnog signala ograničn. 1.2. Impulsni odziv LCT sistma. Furijova transformacija ili spktar signala f s dfiniš nsvojstvnim intgralom: F (ω) = f(t) iωt dt, ω R, pri čmu s ω intrprtira kao ugaona frkvncija koja s mri u radijanima po skundi. Modifikacija spktra F s dobija množnjm sa nkom pogodno odabranom funkcijom: H(ω) F (ω), ω R. Torma o konvoluciji kaž da j Y (ω) = H(ω)F (ω) Furijova transformacija konvolucij y(t) = f(x)h(t x)dx = (f h)(t), t R, pri čmu su Y i H Furijov transformacij funkcija y i h rspktivno. Ako j, na primr, potrbno odstraniti frkvncij iznad unaprd utvrd nog praga ω >, onda s F (ω) množi takozvanom blok funkcijom koja j jdnaka sa 1 za ω ω, a koja s inač anulira (za ω > ω ). Kaž s da j signal f u tom slučaju propuštn kroz filtr. Od posbnog značaja j jdinični lmnt konvolucij. To j Dirakov dlta impuls, δ koji s dfiniš kontradiktornim uslovima: δ(x ξ) =, x ξ, b a δ(x ξ)dx = δ(x)dx = 1, { 1, a ξ b,, inač. Uz izvsna pojašnjnja, mož s pokazati da j Dirakova dlta jdinični lmnt konvolucij, odnosno, f(t) = (f δ)(t) = f(τ)δ(t τ)dτ, t R.

Na ovaj način j funkcija f prikazana uz pomoć nprkidn suprpozicij dlta impulsa δ(t τ). Naknadno ćmo dati primr ralizacij dlta impulsa kao sa niza funkcija. Posmatrajmo LCT sistm L. Svojstvo linarnosti s mož proširiti na pravilo nprkidn suprpozicij kojim s bskonačn sum zamnjuju intgraa: L = L, pa važi y(t) = Lf(t) = L(f δ)(t) = L f(τ)δ(t τ)dτ = Ako uvdmo oznaku h = Lδ, iz linarnosti sistma sldi y(t) = f(τ)h(t τ)dτ = (f h)(t), t R, 3 f(τ)lδ(t τ)dτ. pa j Furijova transformacija izlaza jdnaka proizvodu Furijovih transformacija ulaza i funkcij h = Lδ koja s naziva impulsni odziv sistma L. Prma tom, LTC sistmi s karaktrišu konvolucijom i impulsnim odzivom. Vza izmd u frkvncijskog odziva sistma H i njgovog impulsnog odziva h = Lδ s dobija iz: L iωt = iωτ h(t τ)dτ = iω(t τ) h(τ)dτ = H(ω) iωt. Prma tom, frkvncijski odziv sistma j Furijova transformacija njgovog impulsnog odziva. Ako j moguć primniti formulu invrzn Furijov transformacij za izlaz y, y(t) = 1 Y (ω) iωt dω, onda j y(t) = 1 2 2 Y (ω) iωt dω = 1 H(ω)F (ω) iωt dω. 2 Odavd sldi da j, za fiksirano t, svaka frkvncijska komponnta iωt spktra F ulaznog signala f pojačana ili oslabljna sa H = Fh, pa ta funkcija ima ulogu filtriranja u frkvncijskom domnu, čim s opravdava naziv funkcija prnosa sistma. Sldća torma karaktriš stabilnost sistma prko njgovog impulsnog odziva. Torma 1.2. LCT sistm odrd n impulsnim odzivom h = Lδ j stabilan ako i samo ako h L 1 (R), to jst h(t) dt <. Dokaz. Nka j f(t) M, t R i nka h L 1 (R). Važi: y(t) f(τ) h(t τ) dτ M h(t τ) dτ <.

4 Obratni smr s dokazuj kontrapozicijom. L 1 (R) i dfinišmo pomoćnu funkciju: Prtpostavimo da h f(t) = Funkcija f j ogranična, f(t) 1 i { h( t), h( t), h( t), h( t) =. y() = Dakl, sistm nij stabilan. f(τ)h( τ)dτ = h(t) dt =. 1.3. Primr dlta konvrgntnog niza. U vrmnsko-frkvncijskoj analizi (i u nastavku kursa) posbnu ulogu igraju gausovsk funkcij. U opštm slučaju to su funkcij oblika a (x b)2 2c 2, gd su a, b, c ralni paramtri. Dat j niz gausovskih funkcija {(m/ mx2 } m N. Dokažimo da ovaj niz ima svojstvo rasjanja: mx 2 f(x)dx = f(), gd j f ogranična, intgrabilna i nprkidna u nuli. Drugim rčima, dati niz j dlta-konvrgntan u sldćm smislu: Dfinicija 1.3. Niz funkcija {s m } j dlta konvrgntan, u oznaci s m (t) = δ(t), ako j za sv dovoljno glatk funkcij f. Svojstvo rasjanja implicira jr s smnom x t = s dobija s m (t)f(t)dt = f(), s m (x t)f(x)dx = f(t), t R, s m (s)f(s + t)dx = f( + t) = f(t), t R. Ovim s opravdava naziv dlta konvrgntan niz. Najpr dokazujmo da j x2 dx = /2. Od nkoliko načina da s odrdi vrdnost ovog nsvojstvnog intgrala, biramo onaj u kojm s koristi thnika difrnciranja pod znakom intgrala.

( t 2 Za t > posmatra s funkcija F (t) = dx) x2. Važi: F (t) = 2 t2 t x2 dx = 2 t2 ( za sv t >. Kako j t ( 1 F (t) = t 1 + y 2 (1+y2 )t 2 (1+y2 )t 2 1 + y 2 ) ) dy = d dt t t2 y 2 dy = 2t (1+y2 )t 2 dy, = 2t (1+y2 )t 2 dobija s (1+y2 )t 2 5 dy = d G(t), t >. 1 + y 2 dt Odavd j F (t) = G(t) + C, za nku konstantu C R i sv t >. Dakl, ( t 2 dx) (1+y2 )t 2 x2 = dy + C, t + t + 1 + y 2 odakl j = 1 dy + C, iz čga sldi C = /4. Znači, 1+y 2 ( t ) 2 x2 dx = 4 (1+y2 )t 2 dy, 1 + y 2 pa j to jst t + ( t x2 dx = ) 2 x2 dx = 2. 4 t + (1+y2 )t 2 1 + y 2 dy, Prma tom x2 dx =. Smnom promnljiv x my dobija s mx 2 dx = 1. Sada dokazujmo svojstvo rasjanja. S obzirom da j ograničnost funkcij njno globalno svojstvo, a nprkidnost u nuli lokalno, funkciju f zapisujmo u obliku f(x) = f() + (f(x) f()) : mx 2 f(x)dx = f() + mx 2 (f(x) f())dx, i pokazujmo da drugi sabirak tži ka nuli kada m. Za proizvoljno A > važi: mx 2 (f(x) f())dx

6 A A = + + mx 2 (f(x) f())dx. A A Iz ograničnosti funkcij f sldi da j f(x) f() M, za nko M >, odakl j A A mx 2 (f(x) f())dx M kada m. Slično, A = M A mx 2 dx m mx 2 (f(x) f())dx =. y2 dy, Konačno, iz nprkidnosti funkcij f za proizvoljno ε > postoji δ > tako da j f(x) f() < ε kadgod j x < δ, birajući A < δ/2 dobija s A A ( mx m 2 (f(x) f())dx mx 2 f(x) f() dx A A A ε mx 2 dx A kada m. Ovim j dokazano da j = ε A m A m mx 2 f(x)dx = f(), y2 dy ε, pa j niz gausovskih funkcija {(m/ mx2 } m N jdan dlta konvrgntan niz. 1.4. Rzim. (1) Dfinisati LCT sistm, frkvncijski odziv i impulsni odziv sistma i pokazati da j frkvncijski odziv sistma Furijova transformacija njgovog impulsnog odziva. (2) Formulisati i dokazati tvrd nj koj karaktriš stabilnost sistma pomoću njgovog impulsnog odziva. (3) Dokazati da j mx 2 dx = 1. (4) Dfinisati dlta konvrgntan niz i dokazati da j niz gausovskih funkcija primr dlta konvrgntnog niza.