110年專門職業及技術人員高等考試
等 別: 高等考試
類 科: 電機工程技師
科 目: 工程數學( 包括線性代數、 微分方程、 複變函數與機率)
解答:f(t)=2t2+∫t0f(t−τ)e−τdτ⇒L{f(t)}=L{2t2}+L{∫t0f(t−τ)e−τdτ}⇒F(s)=2⋅2s3+L{f(t)}L{e−t}=4s3+F(s)⋅1s+1⇒ss+1F(s)=4s3⇒F(s)=4s3+4s4⇒L−1{F(s)}=L−1{4s3}+L−1{4s4}⇒f(t)=2t2+23t3
解答:y′=y2e−2x⇒∫1y2dy=∫e−2xdx⇒−1y=−12e−2x+C1⇒1y=12e−2x−C1⇒y=112e−2x−C1=2e−2x−C2=2e2x1−C2e2x⇒y=2e2x1−Ce2x,C為常數
解答:a0=12π∫π−πf(x)dx=12π∫π−πx−x2dx=12π[12x2−13x3]|π−π=−13π2an=1π∫π−πf(x)cos(nx)dx=1π∫π−π(x−x2)cos(nx)dx=−1π∫π−πx2cos(nx)dx(∵xcos(nx)為奇函數)=−1n3π[(n2x2−2)sin(nx)+2nxcos(nx)]|π−π=−1n3π×4nπcos(nπ)=−4n2(−1)nbn=1π∫π−πf(x)sin(nx)dx=1π∫π−π(x−x2)sin(nx)dx=1π∫π−πxsin(nx)dx(∵x2sin(nx)為奇函數)=1n2π[sin(nx)−nxcos(nx)]|π−π=1n2π×(−2nπ)cos(nπ)=−2n(−1)n⇒f(x)=a0+∞∑n=0ancos(nx)+bnsin(nx)=−13π2+∞∑n=0(−4n2(−1)n)cos(nx)+(−2n(−1)n)sin(nx)⇒f(x)=−13π2−∞∑n=0(−1)n(4n2cos(nx)+2nsin(nx)),x∈(−π,π)
解答:{x(t)=t3y(t)=−tz(t)=t2⇒{dx=3t2dtdy=−dtdz=2tdt⇒∫cxdx−yzdy+ezdz=∫21t33t2dt−(−t3)(−dt)+et22tdt=∫213t5−t3+2tet2dt=[12t6−14t4+et2]|21=1114+e4−e
解答:f(x,y,z)=x2y−xy2+xz2⇒{fx=2xy−y2+z2fy=x2−2xyfz=2xz⇒∇f=(fx,fy,fz)令{P(1,−1,1)Q(1,−2,1)⇒→u=→PQ=(0,−1,0)為一單位向量因此∇f(P)⋅u=(−2,3,2)⋅(0,−1,0)=−3
解答:
(一)det(二)\det(A-\lambda I)=0 \Rightarrow \begin{vmatrix} 3-\lambda & 0 & -2\\ 0 & 2-\lambda & 0 \\ -2 & 0 & -\lambda\end{vmatrix} =0 \Rightarrow -\lambda(\lambda-2)(\lambda-3)-4(2-\lambda)=0\\ \Rightarrow (\lambda-2)(-\lambda^2+3\lambda+4)=0 \Rightarrow (\lambda-2)(\lambda-4)(\lambda+1)=0 \Rightarrow \lambda= -1,2,4\\ \lambda_1=-1 \Rightarrow (A-\lambda_1 I)X=0 \Rightarrow \begin{bmatrix} 4 & 0 & -2\\ 0 & 3 & 0 \\ -2 & 0 & 1\end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_1\\ x_2 \\ x_3 \end{bmatrix} =0 \Rightarrow \cases{2x_1=x_3\\ x_2=0},取v_1= \begin{bmatrix} 1\\ 0 \\ 2\end{bmatrix} \\ \lambda_2=2 \Rightarrow (A-\lambda_2 I)X=0 \Rightarrow \begin{bmatrix} 1 & 0 & -2\\ 0 & 0 & 0 \\ -2 & 0 & -2\end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_1\\ x_2 \\ x_3 \end{bmatrix} =0 \Rightarrow \cases{x_1=0\\ x_3=0},取v_2= \begin{bmatrix} 0\\ 1 \\ 0 \end{bmatrix} \\\lambda_3=4 \Rightarrow (A-\lambda_3 I)X=0 \Rightarrow \begin{bmatrix} -1 & 0 & -2\\ 0 & -2 & 0 \\ -2 & 0 & -4\end{bmatrix} \begin{bmatrix} x_1\\ x_2 \\ x_3 \end{bmatrix} =0 \Rightarrow \cases{x_1+2x_3=0\\ x_2=0},取v_3= \begin{bmatrix} 2\\ 0 \\ -1 \end{bmatrix} \\因此\bbox[red,2pt]{特徵值為\cases{\lambda_1=-1\\ \lambda_2=2\\ \lambda_3=4},及相對應的特徵向量為\cases{v_1=(1,0,2)\\ v_2=(0,1,0)\\ v_3=(2,0,-1)}}(三)取P=[v_1 v_2 v_3]=\bbox[red,2pt]{\begin{bmatrix} 1 & 0 & 2\\ 0 & 1 & 0 \\ 2 & 0 & -1\end{bmatrix} }\Rightarrow P^{-1}=\begin{bmatrix} 1/5 & 0 & 2/5\\ 0 & 1 & 0 \\ 2/5 & 0 & -1/5\end{bmatrix} \\\Rightarrow P\begin{bmatrix} \lambda_1 & 0 & 0\\ 0 & \lambda_2 & 0 \\ 0 & 0 & \lambda_3\end{bmatrix}P^{-1}=A \Rightarrow P^{-1}AP= \begin{bmatrix} \lambda_1 & 0 & 0\\ 0 & \lambda_2 & 0 \\ 0 & 0 & \lambda_3\end{bmatrix}為一對角化矩陣
解答:\int_{-\infty}^\infty p(x)\;dx =\int_0^2 a(x+1)\;dx =1 \Rightarrow \left.\left[ a({1\over 2}x^2+x) \right] \right|_0^2 =4a=1 \Rightarrow a={1\over 4}\\ 期望值E(X)=\int_0^2 xp(x)\;dx = {1\over 4}\int_0^2 x^2+x\;dx = {1\over 4}\left. \left[ {1\over 3}x^3+ {1\over 2}x^2\right] \right|_0^2 = {7\over 6}\\ E(X^2)=\int_0^2 x^2p(x)\;dx = {1\over 4}\int_0^2 x^3+x^2 \;dx = {1\over 4}\left. \left[ {1\over 4}x^4+ {1\over 3}x^3\right] \right|_0^2 ={5\over 3} \\ 因此變異數Var(X)= E(X^2)-(E(X))^2 = {5\over 3}-({7\over 6})^2 = {11\over 36}\\ 即\bbox[red,2pt]{期望值={7\over 6},變異數={11\over 36}}
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考選部未公布答案,解題僅供參考,其他國考試題及詳解
確認一下定義,第六題(二)特徵向量、(三)對角化矩陣,這種題目是不是都有無限多組解阿,因為任意K倍都可以成立。
回覆刪除沒錯,特徵向量與相對應的矩陣有無限多組解!!! 一般人會取最簡單,容易計算的來回答。
刪除謝謝回答
刪除第三題 f(x) 未指定 x 的 range 您解答用 -pi ~ pi 好像怪怪的
回覆刪除對! 這題怪怪的... f(x)是發散的....只好這樣回答.
刪除您好,請問第一題的第二行等號右邊是4/S^3嗎?
回覆刪除確認一下
對!應該是4/s^3,已修訂,謝謝!
刪除第六題(二)特徵向量,好像寫错
回覆刪除應該沒有錯, 剛才又用電腦算一遍, 答案是對的!!!
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