为什么冲激函数是阶跃函数的导数,冲激函数导数的拉普拉斯变换

1. 为什么冲激函数是阶跃函数的导数
2. 冲激函数的求解
3. 冲激函数的两种定义

为什么冲激函数是阶跃函数的导数

冲激函数（delta函数）通常被定义为在0处为无限大，在其他地方为0的一个函数。它是一种理论上的构造，不是一个具有了实际意义的函数。

首先，我们来定义阶跃函数u(t)：它在t=0处跃升，之前为0，之后为1。

然后，来构造一个冲激函数η(t)，满足以下两个性质：

1. 它在t=0时为一个非零无穷大的值。

2. 满足关于时间t的积分为1的条件：∫(-∞,+∞)η(t)dt=1。

冲激信号是阶跃信号的导数， 所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导 数。为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。而用周期方 波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

冲激函数的求解

冲激函数是一个特殊的函数，通常用符号δ(t)表示。它在t=0时取无穷大，在其他时刻取零。求解冲激函数的方法有多种，其中一种常见的方法是通过极限的方式。可以将冲激函数看作是一个极限过程，即取一个趋近于无穷小的宽度，同时使其面积保持为1。这样就可以得到一个近似的冲激函数。

另外，冲激函数还可以通过其他函数的导数或积分得到，例如单位阶跃函数的导数就是冲激函数。

1. 冲激信号及其傅里叶变换

（1） 冲激的频谱是一条直线，幅值为常数1，频率范围为无穷，即包好所有的频率成分。

（2） 我们可以使用冲激函数去刺激系统，然后看系统对那些频率比较敏感，这样我们就可以将系统的性能给求出来，因为冲激信号和任意函数的卷积都等于任意函数的本身，所以系统的冲激响应就可以近似代表系统的本身。

（3） 冲激函数可以对连续信号进行线性表示，也可以对复杂信号进行表示，以简化对复杂信号的研究。

代码如下：

冲激函数的两种定义

冲激函数是一种特殊的连续时间函数，属于奇异函数。冲激函数是作用时间极短暂、作用值很大及积分有限的一类理想化数学模型。

单位冲激偶是这样的一种函数：当t从负值趋于0时，它是一强度为无限大的正的冲激函数，当t从正值趋于0时，它是一强度为无限大的负的冲激函数。冲激偶函数是通过对冲激函数求导所得到的。利用冲激函数可以对连续信号进行线性表达，可以求解线性非时变系统的零状态响应。

计算机控制里用的是单位脉冲，信号系统里用的冲激函数。两者虽然都用符号δ表示，实际上完全是两个概念，没有关系。

单位冲激信号（函数）定义如下：

它是一个"面积"等于1的理想化了的窄脉冲。也就是说，这个脉冲的幅度等于它的宽度的倒数。当这个脉冲的宽度愈来愈小时，它的幅度就愈来愈大。当它的宽度按照数学上极限法则趋近于零时，那么它的幅度就趋近于无限大，这样的一个脉冲就是"单位冲激函数"。在实际工程中，像"单位冲激函数"这样的信号是不存在的，至多也就是近似而已。在理论上定义这样一个函数，完全是为了分析研究方便的需要。

单位脉冲函数（又称狄拉克δ函数）定义如下：

在除了零以外的点都等于零，而其在整个定义域上的积分等于1。严格来说狄拉克δ函数不能算是一个函数，因为满足以上条件的函数是不存在的。但可以用分布的概念来解释，称为狄拉克δ分布，或δ分布，但与费米-狄拉克分布是两回事。在广义函数论里也可以找到δ函数的解释，此时δ作为一个极简单的广义函数出现。在实际应用中，δ函数或δ分布总是伴随着积分一起出现。δ分布在偏微分方程、数学物理方法、傅立叶分析和概率论里都和很多数学技巧有关。

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