¿Es y (t) = (x (t)) ^ 2 un sistema LTI?

Se dice que un sistema es un sistema LTI si es lineal e invariante en el tiempo.

Se dice que un sistema es lineal si la respuesta a la combinación lineal de entradas es igual a la suma de las respuestas ponderadas, es decir

Si tenemos y = f (x) y ahora tomamos una combinación lineal de dos entradas x1 y x2, digamos (ax1 + bx2), entonces para la linealidad la siguiente condición debe satisfacer;

ay1 + by2 = f (ax1 + bx2)

Un sistema de variación de tiempo significa que la salida debe cambiar de la misma manera que la entrada para un cambio de tiempo dado.

Ahora tu pregunta es:

y (t) = (x (t)) ^ 2

Lineal: deje que las dos entradas sean x1 (t) y x2 (t) y su combinación lineal sea ax1 (t) + bx2 (t)

Para la entrada x1 (t), la salida será y1 (t) = (x1 (t)) ^ 2 y para la entrada x2 (t), la salida será y2 (t) = (x2 (t)) ^ 2

La combinación lineal de salidas será:

ay1 (t) + by2 (t)

La combinación lineal de entradas será:

ax1 (t) + bx2 (t)

Ahora la salida para esta combinación lineal de entradas será: f (ax1 (t) + bx2 (t)) es decir

(ax1 (t) + bx2 (t)) ^ 2 porque aquí la función f es cuadrada.

Al expandirlo, obtenemos: (ax1 (t)) ^ 2 + (bx2 (t)) ^ 2 + 2abx1 (t) x2 (t)

Para lineal, debemos tener

ay1 (t) + by2 (t) = a (x1 (t)) ^ 2 + b (x2 (t)) ^ 2

Claramente aquí

ay1 (t) + by2 (t) = a (x1 (t)) ^ 2 + b (x2 (t)) ^ 2 + 2abx1 (t) x2 (t)

por lo tanto no satisface la condición. lineal lineal

Invariable en el tiempo: como la salida está cambiando la misma cantidad que la entrada, es invariante en el tiempo. Si hacemos un cambio en el tiempo t-t ‘en la entrada, ocurrirá lo mismo en la salida.