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Questão FC235993

A famosa sequência de Fibonacci pode ser definida como o sinal x(n), discreto, causal e infinito, cujas primeiras amostras são \({ \begin{cases} x(0) =1,\,\,x(1)=1, \,\,x(2)=2, \,\

Tópicos de Matemática (Ensino Superior)

CESGRANRIO · 2011

A famosa sequência de Fibonacci pode ser definida como o sinal x(n), discreto, causal e infinito, cujas primeiras amostras são

 

\({ \begin{cases} x(0) =1,\,\,x(1)=1, \,\,x(2)=2, \,\,x(3)=3,\,\,x(4)=5,\,\,x(5)=8,\,\,x(6)=13,\,\,... \end{cases}} \\ \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,x(n)=0\)

para todo \(n < 0\)

 

A sua lei de formação para \(n \ge 0\) pode ser expressa como x(n + 2) = x(n + 1) + x(n). Aplicando a Transformada Z no sinal x(n), resulta a expressão

  1. \(X(z)= \large { 1 \over z^2 -z +1}\)

  2. \(X(z)= \large { 1 \over z^2 -z -1}\)

  3. \(X(z)= \large { z \over z^2 -z -1}\)

  4. \(X(z)= \large { z^2 \over z^2 -z +1}\)

  5. \(X(z)= \large { z^2 \over z^2 -z -1}\)

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Gabarito

Errado

Comentário do professor

Aplicando a Transformada Z à recorrência \(x(n+2)=x(n+1)+x(n)\) usamos a propriedade da translação: \( \mathcal{Z}\{x(n+k)\}=z^k\Big[X(z)-\sum_{m=0}^{k-1}x(m)z^{-m}\Big]\).

Para \(k=1\) e \(k=2\) obtemos
\(\mathcal{Z}\{x(n+1)\}=z\big[X(z)-x(0)\big]\)
\(\mathcal{Z}\{x(n+2)\}=z^2\big[X(z)-x(0)-x(1)z^{-1}\big]\).

Substituindo na equação da recorrência e usando \(x(0)=1,\;x(1)=1\):
\(z^2\big[X(z)-1-z^{-1}\big]=z\big[X(z)-1\big]+X(z).\)

Multiplicando e agrupando termos em \(X(z)\):
\(z^2X(z)-z^2=zX(z)-z+X(z)\Rightarrow X(z)(z^2-z-1)=z^2.\)

Daí segue o resultado: \(X(z)=\dfrac{z^2}{z^2-z-1}\), que é a expressão buscada.

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