106年公務人員特種考試、司法人員、法務部調查局調查人員、國家安全局國家安全情報人
員、海岸巡防人員及移民行政人員考試
員、海岸巡防人員及移民行政人員考試
考試別:國家安全情報人員
等 別:三等考試
類 科:電子組(選試英文)
科 目:工程數學
等 別:三等考試
類 科:電子組(選試英文)
科 目:工程數學
甲、申論題部份:(50分)
(一)det(A−λI)=0⇒|−10−λ−1111−λ−11−11−λ|=0⇒(λ−1)2(−10−λ)−1+1−(1−λ)+(1−λ)−(−10−λ)=0⇒(λ−1)2(−10−λ)−(−10−λ)=0⇒(−10−λ)((λ−1)2−1)=0⇒λ(λ−2)(λ+10)=0⇒特徵值λ=0,2,−10(二)λ1=0⇒[−10−1111−11−11][x1x2x3]=0⇒{−10x1−x2+x3=0x1+x2−x3=0x1−x2+x3=0⇒{x1=0x2=x3⇒取u1=[011]λ2=2⇒[−12−111−1−11−1−1][x1x2x3]=0⇒{−12x1−x2+x3=0x1−x2−x3=0⇒{2x2=−11x12x3=13x1⇒取u2=[2−1113]λ3=−10⇒[0−11111−11−111][x1x2x3]=0⇒{−x2+x3=0x1+11x2−x3=0x1−x2+11x3=0⇒{x2=x3x1=−10x2⇒取u3=[10−1−1]⇒特徵向量為[011],[2−1113]及[10−1−1](三)[x1(t)x2(t)x3(t)]=C1u1eλ1t+C2u2eλ2t+C3u3eλ3t⇒[x1(t)x2(t)x3(t)]=C1[011]+C2[2−1113]e2t+C3[10−1−1]e−10t,其中C1,C2及C3皆為常數
解:
{u=(x1,y1,z1)v=(x2,y2,z2)⇒{T(u)=(x1+y1,x1−y1,z1)T(v)=(x2+y2,x2−y2,z2)⇒{T(u+v)=(x1+x2,y1+y2,z1+z2)T(au)=(ax1,ay1,az1)⇒{T(u+v)=(x1+x2+y1+y2,x1+x2−y1−y2,z1+z2)=(x1+y1,x1−y1,z1)+(x2+y2,x2−y2,z2)T(au)=(ax1+ay1,ax1−ay1,az1)=a(x1+y1,x1−y1,z1)⇒{T(u+v)=T(u)+T(v)T(au)=aT(u)⇒T為線性轉換,故得證.
解:f(z)=u(x,y)+iv(x,y)可解析⇒{∂u∂x=∂v∂y=−6xy∂u∂y=−∂v∂x=3y2−3x2⇒{v(x,y)=∫−6xydy+g(x)=−3xy2+g(x)v(x,y)=−∫(3y2−3x2)dx+h(y)=−3xy2+x3+h(y)⇒v(x,y)=x3−3xy2+C⇒f(z)=u(x,y)+iv(x,y)=(y3−3x2y)+i(x3−3xy2+C)又f(0)=0⇒C=0⇒f(z)=(y3−3x2y)+i(x3−3xy2)
解:
該方程式符合柯西-尤拉方程式
(一)先求yhy=xm⇒y′=mxm−1⇒y″=m(m−1)xm−2代入原式可得m(m−1)xm−2−4mxm−2+4xm−2=0⇒m2−5m+4=0⇒(m−4)(m−1)=0⇒m=4,1⇒{y1=xy2=x4yh=C1y1+C2y2=C1x+C2x4(二)再求ypW=|y1y2y′1y′2|=|xx414x3|=3x4⇒yp=−y1∫y2r(x)Wdx+y2∫y1r(x)Wdx=−x∫x4(x2+1)3x4dx+x4∫x(x2+1)3x4dx=−x3∫(x2+1)dx+x43∫x2+1x3dx=−x3(13x3+x)+x43(lnx−12x2)=−19x4−13x2+x43lnx−16x2=(13lnx−19)x4−12x2因此y=yh+yp=C1x+C2x4+(13lnx−19)x4−12x2
解:|−7⋅7+4⋅(−4)−4⋅(−5)−19√(−7)2+42+(−4)2|=|−64√81|=649,故選(C)
解:u×v=−v×u≠v×u,故選(B
解:|02−22−1313−2|=0−12+6−2+8−0=0,故選(D)
解:{trace(A)=1|A|=0⇒{a+b+1=1ab+1−1=0⇒{a+b=0ab=0⇒{a=0b=0⇒A=[101101010]det(A−λI)=0⇒|1−λ011−λ101−λ|=0⇒λ2(1−λ)+1−(1−λ)=0⇒λ(λ2−λ−1)=0⇒λ=0,1±√52,故選(D)
解:A需為非奇異矩陣(non-singular),故選(C)
解:A=[√3/2−1/21/2√3/2]=[cosπ6−sinπ6sinπ6cosπ6]⇒A為旋轉矩陣,角度為π6⇒A27代表旋轉(π6)×27=9π2=4π+π2,即旋轉90度⇒A27x=[cosπ2−sinπ2sinπ2cosπ2][√31]=[0−110][√31]=[−1√3],故選(C)
解:W=4√5+5i⇒W4=5+5i=√50(5√50+5√50i)=√50(1√2+1√2i)=√50ei(π/4)⇒W=8√50ei(π/16+nπ/2),n=0,1,2,3.,故選(A)
解:z=eiθ⇒cosθ=(z+1/z)/2⇒dz=ieiθdθ=izdθ⇒∫π0dθ4−cosθ=12∫2π0dθ4−cosθ=12∮|z|=114−(z+1/z)/2⋅dziz=12∮|z|=12z−z2+8z−1⋅dziz=−1i∮|z|=1dzz2−8z+1=−1i∮|z|=1dz(z−(4+√15))(z−(4−√15))=(−1i)⋅2πi⋅Res(f(4−√15))=(−2π)⋅lim
解:f\left( z \right) =\frac { 1 }{ z+z^{ 2 } } \Rightarrow Res\left( f\left( 0 \right) \right) =\lim _{ z\to 0 }{ \frac { z }{ z+z^{ 2 } } } =\lim _{ z\to 0 }{ \frac { 1 }{ 1+z } } =1,故選\bbox[red,2pt]{(B)}
解:次方數需與階數相同,只有(C)不符,故選\bbox[red,2pt]{(C)}
解:X\left( s \right) =\frac { 3 }{ \left( s^{ 2 }+4 \right) \left( s^{ 2 }+9 \right) } =\frac { 3 }{ 5 } \left( \frac { 1 }{ s^{ 2 }+4 } -\frac { 1 }{ s^{ 2 }+9 } \right) =\frac { 3 }{ 5 } \left( \frac { 1 }{ 2 } \cdot \frac { 2 }{ s^{ 2 }+2^{ 2 } } -\frac { 1 }{ 3 } \cdot \frac { 3 }{ s^{ 2 }+{ 3 }^{ 2 } } \right) \\ \Rightarrow L^{ -1 }\left\{ X\left( s \right) \right\} =\frac { 3 }{ 10 } L^{ -1 }\left\{ \frac { 2 }{ s^{ 2 }+2^{ 2 } } \right\} -\frac { 1 }{ 5 } L^{ -1 }\left\{ \frac { 3 }{ s^{ 2 }+{ 3 }^{ 2 } } \right\} =\frac { 3 }{ 10 } \sin { 2t } -\frac { 1 }{ 5 } \sin { 3t } \\ \Rightarrow x\left( t \right) =\frac { 3 }{ 10 } \sin { 2t } -\frac { 1 }{ 5 } \sin { 3t } \Rightarrow x'\left( t \right) =\frac { 3 }{ 5 } \cos { 2t } -\frac { 3 }{ 5 } \cos { 3t } \Rightarrow \begin{cases} x\left( 0 \right) =0 \\ x'\left( 0 \right) =0 \end{cases},故選\bbox[red,2pt]{(B)}
解:y=x^{ m }\Rightarrow y'=mx^{ m-1 }\Rightarrow y''=m(m-1)x^{ m-2 }\Rightarrow x^{ 2 }y''+5xy'+4y=m(m-1)x^{ m }+5mx^{ m }+4x^{ m }=0\\ \Rightarrow m(m-1)+5m+4=0\Rightarrow m^{ 2 }+4m+4=0\Rightarrow (m+2)^{ 2 }=0\Rightarrow m=-2(二重根)\\ \Rightarrow y=(C_{ 1 }+C_{ 2 }\ln { x } )x^{ -2 },故選\bbox[red,2pt]{(C)}
解:\bbox[red,2pt]{本題送分}
解: y=a_{ 0 }x^{ r }+a_{ 1 }x^{ r+1 }+a_{ 2 }x^{ r+2 }+a_{ 3 }x^{ r+3 }+\cdots \\ \Rightarrow y'=ra_{ 0 }x^{ r-1 }+\left( r+1 \right) a_{ 1 }x^{ r }+\left( r+2 \right) a_{ 2 }x^{ r+1 }+\left( r+3 \right) a_{ 3 }x^{ r+2 }+\cdots \\ \Rightarrow y''=r\left( r-1 \right) a_{ 0 }x^{ r-2 }+\left( r+1 \right) ra_{ 1 }x^{ r-1 }+\left( r+2 \right) \left( r+1 \right) a_{ 2 }x^{ r }+\left( r+3 \right) \left( r+2 \right) a_{ 3 }x^{ r+1 }+\cdots \\ \Rightarrow x^{ 2 }y''+x^{ 2 }y'-2y=r\left( r-1 \right) a_{ 0 }x^{ r }+\left( r+1 \right) ra_{ 1 }x^{ r+1 }+\left( r+2 \right) \left( r+1 \right) a_{ 2 }x^{ r+2 }+\cdots \\ +ra_{ 0 }x^{ r+1 }+\left( r+1 \right) a_{ 1 }x^{ r+2 }+\left( r+2 \right) a_{ 2 }x^{ r+3 }+\cdots -2a_{ 0 }x^{ r }-2a_{ 1 }x^{ r+1 }-2a_{ 2 }x^{ r+2 }+\cdots \\ =\left( r^{ 2 }-r-2 \right) a_{ 0 }x^{ r }+\cdots \Rightarrow \text{Indicial equation: } r^2-r-2=0,故選\bbox[red,2pt]{(B)}
解:y\left( x \right) =\sum _{ n=0 }^{ \infty }{ \frac { x^{ n }+{ \left( 2x \right) }^{ n } }{ n! } } =\sum _{ n=0 }^{ \infty }{ \frac { { 2 }^{ n }+1 }{ n! } x^{ n } } \Rightarrow \begin{cases} y'\left( x \right) =\sum _{ n=1 }^{ \infty }{ \frac { { 2 }^{ n }+1 }{ \left( n-1 \right) ! } x^{ n-1 } } \\ y''\left( x \right) =\sum _{ n=2 }^{ \infty }{ \frac { { 2 }^{ n }+1 }{ \left( n-2 \right) ! } x^{ n-2 } } \end{cases}\Rightarrow \begin{cases} y\left( 0 \right) =2 \\ y'\left( 0 \right) =3 \end{cases}\\ y''+ay'+by=\left( 2+3a+5b \right) +\left( 3+5a+9b \right) x+\cdots =0\Rightarrow \begin{cases} 3a+5b=-2 \\ 5a+9b=-3 \end{cases}\Rightarrow \begin{cases} a=-3/2 \\ b=1/2 \end{cases}\\ \Rightarrow a+b+y_{ 0 }+y'_{ 0 }=-3/2+1/2+2+3=4,故選\bbox[red,2pt]{(D)}
解:c_{ n }=\frac { 1 }{ 2\pi } \int _{ -\pi }^{ \pi }{ f\left( t \right) { e }^{ -int }dt } =\frac { 1 }{ 2\pi } \int _{ -\pi }^{ \pi }{ t{ e }^{ -int }dt } =\frac { 1 }{ 2\pi } \left. \left[ -\frac { t }{ in } { e }^{ -int }+\frac { 1 }{ { n }^{ 2 } } { e }^{ -int } \right] \right| _{ -\pi }^{ \pi }\\ =\frac { 1 }{ 2\pi } \left( \left( -\frac { \pi }{ in } { e }^{ -in\pi }+\frac { 1 }{ { n }^{ 2 } } { e }^{ -in\pi } \right) -\left( \frac { \pi }{ in } { e }^{ in\pi }+\frac { 1 }{ { n }^{ 2 } } { e }^{ in\pi } \right) \right) \\ =\frac { 1 }{ 2\pi } \left( \left( -\frac { \pi }{ in } \cos { n\pi } +\frac { 1 }{ { n }^{ 2 } } \cos { n\pi } \right) -\left( \frac { \pi }{ in } \cos { n\pi } +\frac { 1 }{ { n }^{ 2 } } \cos { n\pi } \right) \right) \\ =\frac { 1 }{ 2\pi } \times \left( -\frac { 2\pi }{ in } \cos { n\pi } \right) =-\frac { 1 }{ in } { \left( -1 \right) }^{ n }=\frac { i }{ n } { \left( -1 \right) }^{ n }\\ \Rightarrow f\left( x \right) =\sum _{ -\infty }^{ \infty }{ c_{ n }{ e }^{ in\pi } } =\sum _{ -\infty }^{ \infty }{ \frac { i }{ n } { \left( -1 \right) }^{ n }{ e }^{ in\pi } } ,\\故選\bbox[red,2pt]{(C)}
解:振幅變為原來的三分之一,故選\bbox[red,2pt]{(A)}
解:C_{ 5 }^{ 10 }C_{ 2 }^{ 5 }C_{ 3 }^{ 3 }=\frac { 10! }{ 5!5! } \times \frac { 5! }{ 2!3! } \times 1=2520,故選\bbox[red,2pt]{(A)}
解:E\left[ XY \right] =\int _{ 0 }^{ 2 }{ \int _{ 0 }^{ 1 }{ xyf\left( x,y \right) } dxdy } =\int _{ 0 }^{ 2 }{ \int _{ 0 }^{ 1 }{ \frac { 3 }{ 4 } x^{ 3 }y^{ 2 }+\frac { 1 }{ 4 } xy^{ 2 } } dxdy } =\int _{ 0 }^{ 2 }{ \left. \left[ \frac { 3 }{ 16 } x^{ 4 }y^{ 2 }+\frac { 1 }{ 8 } x^{ 2 }y^{ 2 } \right] \right| _{ 0 }^{ 1 }dy } \\ =\int _{ 0 }^{ 2 }{ \frac { 3 }{ 16 } y^{ 2 }+\frac { 1 }{ 8 } y^{ 2 }dy } =\left. \left[ \frac { 1 }{ 16 } y^{ 3 }+\frac { 1 }{ 24 } y^{ 3 } \right] \right| _{ 0 }^{ 2 }=\frac { 8 }{ 16 } +\frac { 8 }{ 24 } =\frac { 5 }{ 6 } ,故選\bbox[red,2pt]{(D)}
解:f_{ X }\left( x \right) =\frac { 1 }{ \sqrt { 32\pi } } { e }^{ -\frac { { \left( x+3 \right) }^{ 2 } }{ 32 } }=\frac { 1 }{ \sigma \sqrt { 2\pi } } { e }^{ -\frac { { \left( x-u \right) }^{ 2 } }{ 2{ \sigma }^{ 2 } } }\Rightarrow \begin{cases} u=-3 \\ \sigma =4 \end{cases}\\ \Rightarrow EX=u=-3,故選\bbox[red,2pt]{(A)}
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