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冲激函数

用函数序列极限来定义

\[ \delta(t) := \lim_{n \to \infty} p_n(t) = \left\{\begin{matrix} +\infty , &t=0 \\ 0, &t\neq0 \end{matrix}\right. \]

用函数序列极限定义冲激函数
用函数序列极限定义冲激函数

它是一个奇异函数。

性质

  • 积分面积(强度)为 1

    \[ \int_{-\infty }^{+\infty }\delta(t)\mathrm{d}t=1 \]
  • 取样性质

    \[ f(t)\delta(t)=f(0)\delta(t) \]
    \[ f(t)\delta(t-a)=f(a)\delta(t-a) \]
  • 冲激偶 \(\delta'(t)\)

    \[ f(t)\delta'(t)=f(0)\delta'(t)-f'(0)\delta(t) \]
  • 尺度变换

    \[ \delta(at)=\frac{1}{\left|a\right|}\delta(t) \]
    \[ \delta(at-t_0)=\frac{1}{\left|a\right|}\delta(t-\frac{t_0}{a}) \]
    \[ \delta^{(n)}(at)=\frac{1}{\left|a\right|} \cdot \frac{1}{a^n}\delta^{(n)}(t) \]
  • 由尺度变换的推论

    \[ \delta^{(n)}(-t)=(-1)^n\delta^{(n)}(t) \]

    可知 \(\delta(t)\) 为偶函数,\(\delta'(t)\) 为奇函数。

  • 复合函数形式

    \[ \delta[f(t)]=\sum_{i=1}^{n} \frac{1}{\left | f'(t_i) \right |} \delta(t-t_i) \]

    其中 \(t_i(i=1,2,\cdots,n)\)\(f(t)=0\)\(n\) 个互不相等的实根。如果有重根,则 \(\delta[f(t)]\) 无意义。

广义函数

广义函数 定义

\[ \int_{-\infty}^{+\infty }\delta(t)\varphi(t) \mathrm{d}t=\varphi(0) \]
\[ \int_{-\infty}^{+\infty }\delta'(t)\varphi(t) \mathrm{d}t=-\varphi'(0) \]
\[ \int_{-\infty}^{+\infty }\delta^{(n)}(t)\varphi(t) \mathrm{d}t=(-1)^n\varphi^{(n)}(0) \]

与阶跃函数的关系

阶跃函数 的导数

\[ \delta(t)=\frac{\mathrm{d} \varepsilon(t)}{\mathrm{d} t} \]

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