X(s + j 2π T k)esit ds, C 1 = a + j(0,2π/t) ( ln(z) + j2πk. z i 1 dz, C = e at+j(0,2π). j2π C T

Σχετικά έγγραφα
ΜΔΕ Άσκηση 6 Α. Τόγκας

f(x)=f(x+λ), Τότε η συνάρτηση καλείται περιοδική, ο δε ελάχιστος αριθμός λ για τον οποίο ισχύει η παραπάνω σχέση καλείται αρχική περίοδος της f.

Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΣΕΙΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΚΑΤΟΙΚΩΝ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ

Απόδειξη Αποδεικνύουμε το θεώρημα στην περίπτωση που είναι f (x) 0.

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΛΥΣΕΙΣ. A1. Έστω f μια συνάρτηση παραγωγίσιμη σε ένα διάστημα (α, β), με εξαίρεση ίσως ένα σημείο

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΒΑΣΙΚΑ ΟΡΙΑ. ,δηλαδή ορίζεται τουλάχιστον σ ένα από τα σύνολα (α, x. lim. lim g(x) , λ σταθερά lim g(x) (ισχύει και για περισσότερες από 2

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

είναι γραµµικώς ανεξάρτητοι, αποτελούν βάση του υποχώρου των πινάκων Β άρα η διάστασή του είναι 2. και 2

Επαναληπτικό Διαγώνισμα στα Μαθηματικά Προσανατολισμών Γ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙKΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

f p = lim (1 a n ) < n=0

ΘΕΩΡΙΑ ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΑΣ

ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ ΠΡΟΣΟΣΜΟΙΩΣΗΣ 1, 23/03/2018 ΘΕΜΑ Α

ΘΕΜΑ Ο Μιγαδικοί 5 Έστω w i w wi, όου w i,, R α. Να ρεθούν τα Rw και Im w. Να ρεθεί ο γεωμετρικός τόος των σημείων Μw στο μιγαδικό είεδο γ. Να ρεθεί τ

Πανελλήνιες Εξετάσεις Ημερήσιων Γενικών Λυκείων. Εξεταζόμενο Μάθημα: Μαθηματικά Προσανατολισμού, Θετικών & Οικονομικών Σπουδών

3.4 Οι τριγωνομετρικές συναρτήσεις

Πανελλήνιες Εξετάσεις Ημερήσιων Γενικών Λυκείων. Εξεταζόμενο Μάθημα: Μαθηματικά Προσανατολισμού, Θετικών & Οικονομικών Σπουδών

Εισαγωγή στη Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

(Ενδεικτικές Απαντήσεις) ΘΕΜΑ Α. Α1. Βλέπε απόδειξη Σελ. 262, σχολικού βιβλίου. Α2. Βλέπε ορισμό Σελ. 141, σχολικού βιβλίου

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ- ΦΥΛΛΑΔΙΟ 1(ΑΝΑΛΥΣΗ)

Προτεινόμενα θέματα Πανελλαδικών εξετάσεων. Μαθηματικά Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης ΕΛΛΗΝΟΕΚΔΟΤΙΚΗ

1 η δεκάδα θεµάτων επανάληψης

Διαφοριϰές Εξισώσεις (ΜΕΜ 271) Λύσεις Θεμάτων Εξέτασης Ιούνη 2019

Δίνονται οι συναρτήσεις: f ( x)

1.1 Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις

Εργασία 1 η & Λύσεις 2009/10 Θεματική Ενότητα ΦΥΕ14 " ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ "

[f(x)] [f(x)] [f (x)] (x 2 + 2) x 2-2 x 2.

4. ΟΙ ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

ΣΕΙΡΕΣ FOURIER. ο µετασχηµατισµός αυτός δίνεται από την σχέση x = ). Έτσι, χωρίς βλάβη της γενικότητας,

ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 12: ΑΣΥΜΠΤΩΤΕΣ - ΚΑΝΟΝΕΣ DE L HOSPITAL - ΜΕΛΕΤΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

Περιεχόμενα. Πρόλογος Κεφάλαιο 1 Βασικές έννοιες Κεφάλαιο 2 Ταξινόμηση των διαφορικών εξισώσεων πρώτης τάξης... 20

AΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ 2018

ΘΕΜΑ 1. θ (0, ). 4 α) Να δείξετε ότι οι ρίζες της εξίσωσης αυτής είναι μη πραγματικοί αριθμοί. β) Έστω z,z. Δ = 4εφ θ 4= 4(εφ θ 1) < 0 γιατί π

Λύσεις θεμάτων προσομοίωσης-1 ο /2017 ΛΥΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 7. Εισαγωγή στην Ανάλυση Fourier.

Εργασία 1 ΑΝ ΙΙΙ 07_08

Εκφωνήσεις των θεμάτων των εξετάσεων Επεξεργασμένες ενδεικτικές απαντήσεις Ενδεικτική κατανομή μονάδων ανά ερώτημα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΛΗ 12: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι ΛΥΣΕΙΣ 4 ης ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ. 1 (γ) lim. 1/ x

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΚΩΛΕΤΤΗ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2016 ΘΕΜΑ Β. Β1.. Η f παραγωγίσιμη στο πεδίο ορισμού της R (διότι. x άρα. x 1 0 για κάθε x R)

(Μονάδες 15) (Μονάδες 12)

F = y n cos xˆx + sin xŷ. W OABO = F d r. ds + sin(x)dy ds. dy ds = 1 π. ) n 1 cos(s) + sin(s)ds. dy ds = 0. ds = 1 &

Άγγελος Λιβαθινός, Μαθηματικός. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ-ΛΥΣΕΙΣ. Α1. Θεωρία ( Σχολικό Βιβλίο, Σελίδα 98. Μέτρο Μιγαδικού αριθμού- ιδιότητα)

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΕΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΙΓΑΔΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΛΟΚΛ. ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΓΡΑΠΤΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΙΟΥΝΙΟΥ 2010 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2014 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ. β) Το πραγματικό και το φανταστικό μέρος της f1( z ) γράφονται. Οι πρώτες μερικές παράγωγοι

Seirèc Fourier A. N. Giannakìpouloc, Tm ma Statistik c OPA

Πανελλήνιες Εξετάσεις Ημερήσιων Γενικών Λυκείων. Εξεταζόμενο Μάθημα: Μαθηματικά Προσανατολισμού, Θετικών & Οικονομικών Σπουδών

Κεφάλαιο 2ο: ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Σειρές Fourier - Ασκήσεις. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

( f ) ( T) ( g) ( H)

Μία σύντομη εισαγωγή στην Τριγωνομετρία με Ενδεικτικές Ασκήσεις

Εξετάσεις 9 Ιουνίου Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ Λυκείου ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2006 ΘΕΜΑ 12. = e dt. Να αποδείξετε ότι: ΛΥΣΗ

3.4 ΟΙ ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι (ΘΕ ΠΛΗ 12)

Πανελλήνιες Εξετάσεις Ημερήσιων Γενικών Λυκείων. Εξεταζόμενο Μάθημα: Μαθηματικά Προσανατολισμού, Θετικών & Οικονομικών Σπουδών

[1] ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2012 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ. z : Παρατηρούμε ότι sin

Τετραγωνική κυματομορφή συχνότητας 1 Hz

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 9 ΙΟΥΝΙΟΥ 2017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. (Ενδεικτικές Απαντήσεις)

Λύσεις μερικών ασκήσεων του τέταρτου φυλλαδίου.

Προτεινόμενες λύσεις. , β) και η f είναι συνεχής στο x. , η f είναι γνησίως αύξουσα στο (α,x. 0]. Έτσι έχουμε: f(x) f(x

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Άλγεβρας Β Λυκείου

ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2017

lim f x lim g x. ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2016 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ Α

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2019 ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Τριγωνομετρικές συναρτήσεις Τριγωνομετρικές εξισώσεις

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Μαθηματικά Προσανατολισμού x 0 x 0. , 0,, οπότε η f είναι γνησίως αύξουσα στο 0, και

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Physics by Chris Simopoulos

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Θέματα και Απαντήσεις

ΘΕΜΑ Α. Α1. Θεωρία Θεώρημα σελ. 145 σχολικού βιβλίου. Α2. Θεωρία Ορισμός σελ. 15 σχολικού βιβλίου

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΜΟΡΙΟΔΟΤΗΣΗ ΘΕΜΑΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2017

, x > 0. Β) να µελετηθεί η µονοτονία και τα ακρότατα της f. Γ) να δείξετε ότι η C f είναι κυρτή και ότι δεν υπάρχουν τρία συνευθειακά σηµεία

γραφική παράσταση της συνάρτησης f, τον άξονα x x και τις ευθείες x = 1 και x = 2. lim lim (x 3) ) = 9α οπότε: (1 e ) (x 3) (1 e )(x 3) (x 3)

Δ Ι Π Λ Α Ο Λ Ο Κ Λ Η Ρ Ω Μ Α Τ Α

ΑΛΓΕΒΡΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ - ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΕΥΣΕΙΣ ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ

Λύσεις των θεμάτων. Παρασκευή 9 Ιουνίου 2017 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

Πανελλαδικές Εξετάσεις 2017

Ημερομηνία: Πέμπτη 29 Δεκεμβρίου 2016 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

3.4 Θεώρημα Rolle Θεώρημα Μέσης Τιμής

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΚΩΛΕΤΤΗ

ΑΝΑΠΤΥΓΜA ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΔΙΑΚΡΙΤΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ

Σχέδιο βαθμολόγησης-προσομοίωση Προσανατολισμού Γ Λυκείου - 1/2017 ΣΧΕΔΙΟ ΒΑΘΜΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΑ. 1.Να βρείτε τους αριθμούς: i)ημ ii)συν( ) ΛΥΣΗ i)διαιρώντας το 1125 με το 360 βρίσκω.

xsin ydxdy (α) Εάν το χωρίο R είναι φραγμένο αριστερά και δεξιά από τις ευθείες x=α και x=β και από πάνω και κάτω από τις καμπύλες dr = dxdy

ÈÅÌÁÔÁ 2008 ÏÅÖÅ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: L 2 -σύγκλιση σειρών Fourier - Ασκήσεις. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

ΑΛΓΕΒΡΑ B ΛΥΚΕΙΟΥ. Γενικής Παιδείας ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΝΕΟ & ΠΑΛΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ. Άλγεβρας Β τάξης Γενικού Λυκείου 2o Θέμα. Εκφωνήσεις Λύσεις των θεμάτων. Έκδοση 1 η (26/11/2014)


Transcript:

Πανειστήμιο Θεσσαλίας ΗΥ24: Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων Φθινόωρο 25 Λύσεις Εαναλητικών Εξετάσεων Θέμα 1 (α) Αό το μετασχηματισμό Laplace δ(t t ) e st, ροκύτει y[i ]δ(t i T) y[i ]e si T = Y (e st ), με εριοχή σύγκλισης r + < e st < r ή T 1 ln(r + ) < Re{s} < T 1 ln(r ). Αό τον τύο του αντίστροφου μετασχηματισμού Laplace, με a + < a < a, ροκύτει (it) = 1 X(s)e sit ds, C = a + j(, ). j2 C Διαιρώντας την καμύλη C σε διαστήματα μήκους 2/T, αίρνουμε (it) = 1 X(s + j 2 j2 C 1 T k)esit ds, C 1 = a + j(,2/t) και με την αλλαγή μεταβλητής z = e st dz = ztds, ροκύτει (it) = 1 1 ( ln(z) + j2k ) X z i 1 dz, C = e at+j(,2). j2 C T T Αό την αραάνω σχέση και τον αντίστροφο μετασχηματισμό Z, ροκύτει (it) 1 ( ln(z)+j2k ) X, T T με εριοχή σύγκλισης τουλάχιστον a + < Re{T 1 ln(z)} < a ή e a + T < z < e a T. Σημείωση: Πιο σύντομα, (it) T 1 X(T 1 ln(z)), όου η άθροιση γίνεται για όλες τις τιμές της συνάρτησης ln(z) = {ln z + j( z+2k) k ακέραιος}. (β) Χρησιμοοιώντας το ερώτημα (α), αό την ιδιότητα της συνέλιξης, αίρνουμε (t i T)y[i ] = (t) y[i ]δ(t i T) X(s)Y (e st ), με εριοχή σύγκλισης τουλάχιστον και ma{a +, T 1 ln(r + )} < Re{s} < min{a, T 1 ln(r )}, y[i i ](i T) = y[i] (it) Y (z) 1 T με εριοχή σύγκλισης τουλάχιστον ma{r +, e a + T } < z < min{r, e a T }. ( ln(z) + j2k ) X, T

2 ΗΥ24: Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων Θέμα 2 (α) Η συνάρτηση cal(2 i,) είναι άρτια και εριοδική (με ερίοδο 2/2 i ) ως ρος, αφού η συνάρτηση cos(2 i ) είναι άρτια και εριοδική, και στο διάστημα [,2) αλλάζει ρόσημο στα 2 i+1 το λήθος σημεία 2 i = k + 2 = k+1/2 2 i, k =,...,2 i+1 1. Η συνάρτηση cal(n,) με n = i I 2i, είναι άρτια και εριοδική (με ερίοδο 2 ή και μικρότερη), σαν γινόμενο άρτιων και εριοδικών (με κοινή ερίοδο 2) συναρτήσεων, και στο διάστημα [,2) αλλάζει ρόσημο στα 2n το λήθος διαφορετικά σημεία { } k+1/2 2 i, k =,...,2 i+1 1. i I Αόδειξη διαφορετικότητας: Έστω ότι 2 i (k+1/2) = 2 i (k +1/2) με i < i. Πολ/ζοντας με 2 i, αίρνουμε 2 i i (k+1/2) = k +1/2, όου το αριστερά μέλος είναι ακέραιος ενώ το δεξιά όχι (άτοο). Εομένως, i = i και k = k. Η συνάρτηση sal(, ) είναι εριττή και εριοδική (με ερίοδο 2), και στο διάστημα [,2) αλλάζει ρόσημο στα σημεία και. Η συνάρτηση sal(n,) είναι εριττή και εριοδική (με ερίοδο 2), σαν γινόμενο της άρτιας και εριοδικής cal(n, ) και της εριττής και εριοδικής sal(, ), και στο διάστημα [, 2) αλλάζει ρόσημο στα 2n σημεία αλλαγής ροσήμου της cal(n,) και στα σημεία και. Η γραφική αράσταση των συναρτήσεων Walsh, για n =,..., 7, φαίνεται αρακάτω. cal(, ) sal(, ) cal(1, ) sal(1, ) cal(2, ) sal(2, ) cal(3, ) sal(3, ) cal(4, ) sal(4, ) cal(5, ) sal(5, ) cal(6, ) sal(6, ) cal(7, ) sal(7, )

Λύσεις Εαναλητικών Εξετάσεων 3 (β) Χρησιμοοιώντας τη σχέση sign 2 () = 1, αίρνουμε cal(2 i,) cal(2 i,) = cal(2 i,), i I 1 i I 2 i I 1 I 2 όου I 1 I 2 = (I 1 \I 2 ) (I 2 \I 1 ) είναι η συμμετρική διαφορά των I 1 και I 2, αό την οοία ροκύτει cal(n 1,)cal(n 2,) = sal(n 1,)sal(n 2,) = cal(n 1 n 2,) sal(n 1,)cal(n 2,) = cal(n 1,)sal(n 2,) = cal(n 1 n 2,)sal(,), όου n 1 n 2 είναι το δυαδικό or-άρθροισμα των n 1 και n 2. Η δεύτερη συνάρτηση είναι εριττή, εομένως, αρκεί να δείξουμε ότι για κάθε φυσικό αριθμό n είναι 2 cal(n,)d =. Αόδειξη: Έστω n = i I 2i, όου I εερασμένο μη-κενό σύνολο φυσικών αριθμών, με ελάχιστο στοιχείο το m = min I. Αό τον ορισμό της συνάρτησης cal(n,), ροκύτει cal(n, + 2 m) = sign cos(2m + ) sign cos(2 i + 2i 2 m ) i I i>m και χρησιμοοιώντας τις σχέσεις cos(+) = cos(), cos(+2) = cos(), αίρνουμε Εομένως, cal(n, + 2 2m) = cal(n,), cal(n, + 2m) = cal(n,). 2 2/2 m cal(n,)d = 2 m cal(n,)d =. (γ) Ορίζουμε το εσωτερικό γινόμενο ραγματικών συναρτήσεων f,g = T f()g()d. Η τετραγωνική αόσταση της συνάρτησης f() αό το γραμμικό συνδυασμό i c i g i (), όου c i ραγματικοί αριθμοί και g i () ορθογώνιες μεταξύ τους συναρτήσεις, είναι f i c i g i,f i c i g i = f,f 2 i c i f,g i + i c 2 i g i,g i, και αραγωγίζοντας ως ρος c i, βρίσκουμε ότι γίνεται ελάχιστη όταν Εομένως, c i = f,g i g i,g i. a i = 1 T T f() cal(i, 2 T )d, b i = 1 T T f() sal(i, 2 T )d. Σημείωση: Η συνάρτηση f n () είναι η ροβολή της f() άνω στο γραμμικό χώρο ου αράγουν οι συναρτήσεις cal(i,2/t) και sal(i,2/t), με i =,...,n.

4 ΗΥ24: Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων (δ) Αφού οι συναρτήσεις cal(n, ) και sal(n, ) είναι άρτιες και εριττές, αντίστοιχα, οι αραάνω σχέσεις γίνονται a i = 2 T T/2 f a () cal(i, 2 T )d, b i = 2 T T/2 f b () cal(i, 2 T )d, όου f a () και f b () είναι το άρτιο και εριττό μέρος της f(), δηλ., f a () = f() + f( ) 2, f b () = f() f( ). 2 Παριστάνοντας την αράγουσα των f a () και f b () με F a () και F b (), αντίστοιχα, και τα σημεία αλλαγής ροσήμου της συνάρτησης cal(i,2/t) στο διάστημα (,T/2) με < 1 < 2 <... < i < T 2, και θέτοντας για ευκολία = και i+1 = T/2, τα αραάνω ολοκληρώματα γίνονται a i = 2 T και k+1 ( 1) k f a ()d = 2 T k= k b i = 2 T ( F b () + 2 ( F a () + 2 ( 1) k 1 F a ( k ) + ( 1) i F a ( T ) 2 ) ( 1) k 1 F b ( k ) + ( 1) i F b ( T ). 2 ) Για τη συνάρτηση cos() είναι F b () = και F a () = sin(), εομένως, b i = και a i = 2 ( 1) k 1 sin( k ). Για τη συνάρτηση sin() είναι F a () = και F b () = cos(), εομένως, a i = και b i = 1+( 1)i + 2 ( 1) k cos( k ). Για τη συνάρτηση [] είναι T = 1, F a () = και F b () = 2 /2, εομένως, a i = και b i = ( 1)i 4 + 2 ( 1) k 1 2 k. Ο γραμμικός χώρος ου αράγουν οι συναρτήσεις cal(i, 2/T) και sal(i, 2/T), με i =,...,2 m 1, είναι ο χώρος των συναρτήσεων ου έχουν ερίοδο T και είναι σταθερές στα 2 m+1 το λήθος διαστήματα ( i, i+1 ) = (it/2 m+1,(i+1)t/2 m+1 ), i =,...,2 m+1 1. Αόδειξη: Οι συναρτήσεις cal(i,2/t) και sal(i,2/t), με i =,...,2 m 1, είναι 2 m+1 το λήθος γραμμικά ανεξάρτητες συναρτήσεις (αφού είναι μεταξύ τους ορθογώνιες) του 2 m+1 -διάστατου χώρου ου αράγουν οι g i (), i =,...,2 m+1 1, με ερίοδο T και τιμή 1 στο διάστημα ( i, i+1 ) και αλλού στο (,T), εομένως είναι βάση του ίδιου χώρου.

Λύσεις Εαναλητικών Εξετάσεων 5 Σύμφωνα με το αραάνω και το ερώτημα (γ), η μερική σειρά Walsh, για n = 2 m 1, της συνάρτησης f() με ερίοδο T, έχει στο διάστημα ( i, i+1 ) τιμή f i, η οοία ελαχιστοοιεί το ολοκλήρωμα i+1 i i+1 i+1 i f() f i 2 d = f 2 ()d 2f i f()d + ( i+1 i )fi 2. i Η αράγωγος της αραάνω έκφρασης ως ρος f i, μηδενίζεται όταν f i = 1 i+1 i i+1 i f()d, δηλ., το f i είναι ίσο με τη μέση τιμή της συνάρτησης f() στο διάστημα ( i, i+1 ). Οι γραφικές αραστάσεις των συναρτήσεων cos(), sin() [], μαζί με τις αντίστοιχες μερικές σειρές Walsh-Fourier, για n = 3 και n = 7, φαίνονται στα αρακάτω σχήματα. cos() cos() sin() sin() [] []

6 ΗΥ24: Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων Θέμα 3 Πρβλ., T. Kailath, Linear Systems, Prentice-Hall, 198, sec. 2.4.3. (α) Ο ίνακας ελεγξιμότητας του συστήματος {A+λI, b, c}, είναι C(λ) = [ b (A+λI)b (A+λI) n 1 b ] = [ b Ab A n 1 b ] Q(λ) όου ο ίνακας Q(λ) είναι άνω τριγωνικός με διαγώνια στοιχεία ίσα με 1, εομένως είναι ομαλός. Αό την ιδιότητα AB = A B, ροκύτει ότι αν ο ίνακας ελεγξιμότητας του συστήματος {A, b, c} είναι ομαλός, τότε και ο ίνακας ελεγξιμότητας του συστήματος {A+λI, b, c} είναι ομαλός. Η αόδειξη για την αρατηρησιμότητα είναι όμοια. (β) Αό το ερώτημα (α), αρκεί να δείξουμε ότι ο εαυξημένος ίνακας [A b] έχει βαθμό n. Έστω ότι έχει βαθμό μικρότερο του n, δηλ., οι γραμμές του είναι γραμμικά εξαρτημένες. Τότε υάρχει γραμμή q διάστασης n, για την οοία q [ A b ] = qa =, qb = q [ b Ab A n 1 b ] =, εομένως, οι γραμμές του ίνακα ελεγξιμότητας είναι γραμμικά εξαρτημένες (άτοο). (γ) Υοθέτουμε τη συνθήκη του ερωτήματος (β) και θα δείξουμε αυτή του ερωτήματος (γ). Αν b =, τότε για τις ιδιοτιμές του ίνακα A ο ίνακας [si A b] έχει βαθμό μικρότερο του n (άτοο), εομένως b. Για si A, ο ίνακας (si A) είναι ομαλός, εομένως (si A) b, ενώ για si A =, ο ίνακας [si A b] έχει βαθμό n, εομένως μορεί να εαυξηθεί με μια ακόμη γραμμή, τέτοια ώστε si A b c d c(si A) b (si A) b. (δ) Αρκεί να δείξουμε ότι η συνθήκη του ερωτήματος (γ) είναι ικανή. Έστω ότι για κάθε s είναι (si A), και ότι το σύστημα δεν είναι ελέγξιμο, δηλ., υάρχει μη-μηδενικό ολυώνυμο P() = p + + p n 1 n 1, τέτοιο ώστε [ b Ab A n 1 b ] [ p p 1 p n 1 ] = P(A)b =. Παριστάνουμε με s 1,...,s m τις ιδιοτιμές του ίνακα A, με αντίστοιχες ολλαλότητες n 1,...,n m, όου n 1 + + n m = n, και με D i s k την αράγωγο τάξης i ως ρος s, υολογισμένη στο σημείο s k. Παραγωγίζοντας τη σχέση (si A)(sI A) = si A I = (s s 1 ) n1 (s s m ) nm I, αίρνουμε, για i = 1,...,n k 1, D i s k (si A)(sI A) = (s k I A)D i s k (si A) + D i 1 s k (si A) =. Πολ/ζοντας με (s k I A) i 1 και (s k I A) i, αναδρομικά αίρνουμε, για i =,...,n k 1, (s k I A) i D i s k (si A) b = ( 1) i (s k I A) b, (s k I A) i+1 D i s k (si A) =. Αό τις αραάνω σχέσεις, ροκύτει ότι το ελάχιστο ολυώνυμο P() ου ικανοοιεί τη σχέση P(A)b =, έχει ρίζες τις ιδιοτιμές s k με ολλαλότητες τουλάχιστον n k, εομένως έχει τουλάχιστον n ρίζες (άτοο).

Λύσεις Εαναλητικών Εξετάσεων 7 Σημείωση: Ο ίνακας A μορεί να εκφραστεί σαν ολυώνυμο του A, βαθμού n 1, εομένως ο ίνακας (si A), καθώς και οι αράγωγοί του ως ρος s, μορούν να εκφραστούν σαν ολυώνυμο του si A ή του A, με συντελεστές ου εξαρτώνται αό το s. Αόδειξη: Αν ο ίνακας A είναι ομαλός, αό τη χαρακτηριστική του εξίσωση A n + p n 1 A n 1 + + p I =, όου p = A, ροκύτει A = A A 1 = ( 1) n 1 (A n 1 + + p 1 I). Αν ο ίνακας A δεν είναι ομαλός, ειλέγουμε ένα ίνακα B τέτοιο ώστε ο ίνακας A+ǫB να είναι ομαλός για ǫ >, και χρησιμοοιούμε την αραάνω σχέση στο όριο ǫ. Με όμοιο τρόο, ή αό τη δυαδικότητα, μορεί να δειχθεί ότι οι αρακάτω ροτάσεις είναι ισoδύναμες: (α) το σύστημα {A, b, c} είναι αρατηρήσιμο, (β) για κάθε s ο ίνακας si A εαυξημένος με τη γραμμή c έχει βαθμό n, (γ) για κάθε s είναι c(si A). (δ) Δεύτερη λύση: Αν υάρχει s για το οοίο ο ίνακας [si A b] έχει βαθμό μικρότερο του n, τότε c : si A b c = c : c(si A) b = (si A) b =, εομένως αό τη συνθήκη του ερωτήματος (γ) ροκύτει αυτή του ερωτήματος (β). Έστω ότι ισχύει η συνθήκη του ερωτήματος (β), εομένως για κάθε q είναι qa = sq qb, δηλ., για κάθε αό αριστερά ιδιοδιάνυσμα q του ίνακα A, είναι qb. Αν το σύστημα δεν είναι ελέγξιμο, τότε υάρχει μη-μηδενικό ολυώνυμο P() = p + + p n 1 n 1, τέτοιο ώστε [ b Ab A n 1 b ] [ p p 1 p n 1 ] = P(A)b =. Υοθέτουμε, για ευκολία, ότι ο ίνακας A έχει n διαφορετικές ιδιοτιμές. Για κάθε ιδιοτιμή s με ιδιοδιάνυσμα αό αριστερά q, είναι q P(A)b = P(s)qb = P(s) =, εομένως το ολυώνυμο P() έχει τουλάχιστον n ρίζες (άτοο). Γενικότερα, έστω ότι ο ίνακας A έχει ιδιοτιμή s με ολλαλότητα k n. Αό την κανονική μορφή Jordan, υάρχει ίνακας q, διάστασης k n και βαθμού k, τέτοιος ώστε q (si A) = Jq, όου ο ίνακας J διάστασης k k έχει στοιχεία με τιμή ή 1 στην ρώτη υοδιαγώνιο κάτω αό την κύρια και αλλού. Αό τη συνθήκη του ερωτήματος (β), ο ίνακας q [si A b] = [Jq qb] έχει βαθμό k, εομένως όλα τα στοιχεία στην ρώτη υοδιαγώνιο του ίνακα J είναι ίσα με 1 και q 1 b, όου q 1 είναι η ρώτη γραμμή του ίνακα q. Θέτοντας Q() = P(s ), ή P() = Q(s ), ροκύτει q Q(sI A)b = Q(J)qb =. Χρησιμοοιώντας την αρακάτω σχέση, η οοία ροκύτει εύκολα ρώτα για Q() = i, Q(J) = Q()I + Q ()J + Q () 2! J 2 + + Q(k 1) () (k 1)! J k 1, και εξισώνοντας διαδοχικά τις γραμμές του διανύσματος Q(J)qb με το, αίρνουμε Q() =, Q () =,..., Q (k 1) () = P (i) (s) =, i =,...,k 1, εομένως το ολυώνυμο P() έχει ρίζα την ιδιοτιμή s με ολλαλότητα τουλάχιστον k, και συνολικά έχει τουλάχιστον n ρίζες (άτοο).