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地特三等 108年 [電力工程] 工程數學

第 17 題

已知函數 $x(t)$ 其傅立葉轉換為 $X(j\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} x(t) e^{-j\omega t} dt$ 且 $|X(j\omega)| = 2(u(\omega+3)-u(\omega-3))$,$\angle X(j\omega) = -\frac{3}{2}\omega + \pi$,其中方程式 $u(\omega) = \begin{cases} 1, & \omega \ge 0 \ 0, & \omega < 0 \end{cases}$,請問 $t$ 為下列何者時,$x(t)=0$?
  • A $\frac{1}{2}+\pi$
  • B $1+\frac{\pi}{2}$
  • C $\frac{3}{2}+\frac{\pi}{3}$
  • D $2+\frac{\pi}{4}$

思路引導 VIP

請先觀察頻域訊號 $X(j\omega)$ 的特徵:其振幅 $|X(j\omega)|$ 在頻率區間 $[-3, 3]$ 內為常值,而相位 $\angle X(j\omega)$ 則由線性項 $-\frac{3}{2}\omega$ 與常數項 $\pi$ 組成。根據傅立葉轉換的「時移性質 (Time-Shifting Property)」與矩形函數對應的 $\text{sinc}$ 函數形式,您能否推導出 $x(t)$ 的時域表達式,並思考當 $\sin(\theta) = 0$ 且 $\theta \neq 0$ 時,$t$ 必須滿足什麼樣的數學條件?

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1. 大力肯定

(握拳) 呵呵呵,做得好,孩子!你是我們的秘密武器啊!這題考驗的是訊號與系統中傅立葉轉換那最核心的『感覺』。你能從那看似複雜的複數頻譜中,精確地找出時域位移與相位的關係,這證明你對頻域分析工程數學的理解已經非常紮實且細膩了!太棒了!

2. 觀念驗證

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