Loading [MathJax]/jax/element/mml/optable/BasicLatin.js

2018年9月22日 星期六

106年國安情報人員考試_電子組(選試英文)--工程數學詳解


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
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
甲、申論題部份:(50分)


(一)det(AλI)=0|10λ1111λ1111λ|=0(λ1)2(10λ)1+1(1λ)+(1λ)(10λ)=0(λ1)2(10λ)(10λ)=0(10λ)((λ1)21)=0λ(λ2)(λ+10)=0λ=0,2,10(二)λ1=0[1011111111][x1x2x3]=0{10x1x2+x3=0x1+x2x3=0x1x2+x3=0{x1=0x2=x3u1=[011]λ2=2[1211111111][x1x2x3]=0{12x1x2+x3=0x1x2x3=0{2x2=11x12x3=13x1u2=[21113]λ3=10[01111111111][x1x2x3]=0{x2+x3=0x1+11x2x3=0x1x2+11x3=0{x2=x3x1=10x2u3=[1011][011],[21113][1011](三)[x1(t)x2(t)x3(t)]=C1u1eλ1t+C2u2eλ2t+C3u3eλ3t[x1(t)x2(t)x3(t)]=C1[011]+C2[21113]e2t+C3[1011]e10t,C1,C2C3




{u=(x1,y1,z1)v=(x2,y2,z2){T(u)=(x1+y1,x1y1,z1)T(v)=(x2+y2,x2y2,z2){T(u+v)=(x1+x2,y1+y2,z1+z2)T(au)=(ax1,ay1,az1){T(u+v)=(x1+x2+y1+y2,x1+x2y1y2,z1+z2)=(x1+y1,x1y1,z1)+(x2+y2,x2y2,z2)T(au)=(ax1+ay1,ax1ay1,az1)=a(x1+y1,x1y1,z1){T(u+v)=T(u)+T(v)T(au)=aT(u)T,.


f(z)=u(x,y)+iv(x,y){ux=vy=6xyuy=vx=3y23x2{v(x,y)=6xydy+g(x)=3xy2+g(x)v(x,y)=(3y23x2)dx+h(y)=3xy2+x3+h(y)v(x,y)=x33xy2+Cf(z)=u(x,y)+iv(x,y)=(y33x2y)+i(x33xy2+C)f(0)=0C=0f(z)=(y33x2y)+i(x33xy2)



該方程式符合柯西-尤拉方程式
(一)先求yhy=xmy=mxm1y=m(m1)xm2m(m1)xm24mxm2+4xm2=0m25m+4=0(m4)(m1)=0m=4,1{y1=xy2=x4yh=C1y1+C2y2=C1x+C2x4(二)再求ypW=|y1y2y1y2|=|xx414x3|=3x4yp=y1y2r(x)Wdx+y2y1r(x)Wdx=xx4(x2+1)3x4dx+x4x(x2+1)3x4dx=x3(x2+1)dx+x43x2+1x3dx=x3(13x3+x)+x43(lnx12x2)=19x413x2+x43lnx16x2=(13lnx19)x412x2因此y=yh+yp=C1x+C2x4+(13lnx19)x412x2

乙、測驗題部分:(50分)

|77+4(4)4(5)19(7)2+42+(4)2|=|6481|=649(C)


u×v=v×uv×u(B


|022213132|=012+62+80=0(D)


{trace(A)=1|A|=0{a+b+1=1ab+11=0{a+b=0ab=0{a=0b=0A=[101101010]det(AλI)=0|1λ011λ101λ|=0λ2(1λ)+1(1λ)=0λ(λ2λ1)=0λ=0,1±52(D)


:A需為非奇異矩陣(non-singular),故選(C)


A=[3/21/21/23/2]=[cosπ6sinπ6sinπ6cosπ6]Aπ6A27(π6)×27=9π2=4π+π2,90A27x=[cosπ2sinπ2sinπ2cosπ2][31]=[0110][31]=[13](C)


W=45+5iW4=5+5i=50(550+550i)=50(12+12i)=50ei(π/4)W=850ei(π/16+nπ/2),n=0,1,2,3.(A)


z=eiθcosθ=(z+1/z)/2dz=ieiθdθ=izdθπ0dθ4cosθ=122π0dθ4cosθ=12|z|=114(z+1/z)/2dziz=12|z|=12zz2+8z1dziz=1i|z|=1dzz28z+1=1i|z|=1dz(z(4+15))(z(415))=(1i)2πiRes(f(415))=(2π)lim


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)}


:次方數需與階數相同,只有(C)不符,故選\bbox[red,2pt]{(C)}


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)}


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)}


\bbox[red,2pt]{本題送分}


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)}


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)}


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)}


:振幅變為原來的三分之一,故選\bbox[red,2pt]{(A)}


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)}


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)}


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)}


考選部未公布答案,解題僅供參考

沒有留言:

張貼留言