111 年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別:三等考試
類 科:電力工程、電子工程
科 目:工程數學
甲、申論題部分:(50分)
解答:(一)f(x,y)=(x2+2y)e−(x2+y2)⇒∇f=(∂f∂x,∂f∂y)=((2x−2x3−4xy)e−(x2+y2),(2−2x2y−4y2)e−(x2+y2)⇒∇f(P0)=∇f(1,−1)=(4e−2,0)(二)→u=(1,0)⇒方向導數∇f⋅→u=(4e−2,0)⋅(1,0)=4e−2
解答:(一)積分因子I(x)=e∫3xdx=x3(二)I(x)y′+I(x)3xy=I(x)x⇒x3y′+3x2y=x4⇒(x3y)′=x4⇒x3y=∫x4dx⇒x3y=15x5+c1⇒y=15x2+c1x3,又y(1)=3⇒15+c1=3⇒c1=145⇒y=15x2+145x3解答:(一)λ1=1⇒(A−λ1I)x=0⇒[−10−2111102][x1x2x3]=0⇒{x1+2x3=0x2−x3=0⇒基本解:{x3(−211)}λ2=2⇒(A−λ2I)x=0⇒[−20−2101101][x1x2x3]=0⇒x1+x3=0⇒基本解:{x2(010)+x3(−101)}因此特徵向量的一般形式為a(−211),b(010),c(−101),其中a,b,c∈R(二)若v為A的特徵向量,則Av=λv⇒A2v=λAv=λ2v⇒A8v=λ8v⇒v也是A8的特徵向量⇒A與A8有相同的特徵向量即a(−211),b(010),c(−101),其中a,b,c∈R

解答:(一)半徑為1的圓形標靶面積=12π=π,X代表到靶心距離,則fX(x)=kxπ並滿足∫fXdx=1⇒∫10kxπdx=1⇒k2π=1⇒k=2π⇒fX(X)=2πXπ=2X (二)FY(y)=P(Y<y)=P(X2<y)=P(X<√y)=∫√y02xdx=y⇒FY(y)=y⇒fY(y)=ddyFY(y)=1⇒fY(y)=1

解答:(一)f(z)=1z2+4=1(z+2i)(z−2i)⇒f(z) has simple poles at z=±2i⇒z=±2i皆在C1內⇒{Res(f,2i)=1z+2i|z=2i=14iRes(f,−2i)=1z−2i|z=−2i=1−4i⇒∮C1f(z)dz=2πi(Res(f,2i)+Res(f,−2i))=2πi×0=0(二){z=2i在C2內z=−2i不在C2內⇒∮C1f(z)dz=2πi×Res(f,2i)=π2
乙、測驗題部分:(50分)
解答:|→i→j→k1−1320−4|=4→i+10→j+2→k=(4,10,2)=(a,b,c)⇒a×b×c=80,故選(B)解答:[111111][x1x2]=[11]⇒x1+x2=1有無窮多解,故選(C)
解答:cosϕ=(1,3,2)⋅(0,−1,4)‖(1,3,2)‖‖(0,−1,4)‖=5√16⋅√17≈516⇒sinϕ=√1−(516)2=√23116又15<√231<16⇒⇒1516<√23116<1⇒0.94<√23116<1,故選(A)
解答:無法構成基底代表三向量為線性相依,即a(1,2,3)+b(1,0,−1)=(3,1,α)⇒{a+b=32a=13a−b=α⇒{a=1/2b=5/2⇒α=32−52=−1,故選(C)
解答:det(A)=7≠0⇒A為可逆,故選(A)
解答:[2−311−211−32][−101]=[−101]符合Av=v⇒v是特徵向量,故選(D)
解答:A=(4531015710)=(−13211)(12001)(−25352525)⇒A∞=(−13211)(12∞001∞)(−25352525)=(−13211)(0001)(−25352525)=(35352525)⇒A∞(1000)=(6040),故選(C)
解答:f(z)=ˉz⇒limz→0f(z)−f(0)z−0=limz→0ˉzz=lim(x,y)→(0,0)x−iyx+iy={1,x→0,y=0−1,x=0,y→0⇒ˉz在z=0不可微,故選(D)
解答:留數=1z的係數=5−2i=a+bi⇒a+b=3,故選(C)
解答:Γ可以表示成r(t)=(t,t2),0≤t≤1,因此z=t+it2⇒dz=dt+2itdt=(1+2it)dt⇒∫Γz2dz=∫10(t+it2)2(1+2it)dt=∫10((t2−5t4)+(4t3−2t5)i)dt=13−1+(1−13)i=−23+23i⇒a⋅b=−23×23=−49=−0.44,故選(B)
解答:g(z)=∫Cs2−s+2(s−z)2ds⇒g(1)=∫Cs2−s+2(s−1)2ds令f(s)=s2−s+2⇒f′(s)=2s−1⇒f′(1)=1⇒∫Cs2−s+2(s−1)2ds=2πif′(1)=2πi,故選(A)
解答:f=x2sin(xy)⇒∇f=(∂f∂x,∂f∂y)=(2xsin(xy)+x2ycos(xy),x3cos(xy))⇒∇f(1,π)=(2sinπ+πcos(π),cos(π))=(−π,−1),故選(C)
解答:y″+y′+y=0的解為e−t/2(c1cos(√3t/2)+c2sin(√3t/2))⇒y″+y′+y=sin(ωt)的解為週期函數,但頻率不一定是ω,故選(D)
解答:y=∞∑n=0anxn⇒y′=∞∑n=1nanxn−1⇒y″=∞∑n=2n(n−1)anxn−2⇒y″(0)=2a2將x=0代入原式y″(x)+xy′(x)+exy(x)=x2+1⇒y″(0)+0+2=1⇒2a2+2=1⇒a2=−12,故選(B)
解答:L與L−1皆為線性轉換,因此(A)及(B)皆正確 又{u=f(t)dv=e−stdt⇒{du=f′(t)dtv=−1se−st⇒sL{f}=s∫∞0f(t)e−stdt=s(−1sf(t)e−st|∞0+1s∫∞0f′(t)e−stdt)=f(0)+L{f′(t)}=L{f′(t)}⇒sL{f}=L{f′},因此(D)正確,故選(C)
解答:若g(x)={1,|x|<10,其它⇒G(ω)=2sin(ω)ω⇒f(t)=g(t−1)⇒F(ω)=G(ω)e−jω=2sin(ω)ωe−jω,故選(A)
解答:f(x)={1−|x|,|x|≤10,|x|>1={1+x,−1≤x≤01−x,0≤x≤10,其它⇒E(X)=0(圖形對稱y軸)⇒E(X2)=∫0−1x2(1+x)dx+∫10x2(1−x)dx=16⇒Var(X)=E(X2)−(E(X))2=16,故選(C)
解答:∬f(x,y)dxdy=1⇒∫10∫10Axy2dxdy=∫1012Ay2dy=16A=1⇒A=6fX(x)=∫106xy2dy=2x⇒E(X)=∫10xfX(x)dx=∫102x2dx=23,故選(B)
解答: \cases{P(n=5)=0.4^5\\ P(n=4)=C^{5}_4\cdot 0.4^4\cdot 0.6\\ P(n=3)= C^5_3 \cdot 0.4^3\cdot 0.6^2} \Rightarrow P(n=5)+ P(n=4)+P(n=3) \\=0.4^3(0.4^2+3\cdot 0.4+10\cdot 0.6^2) =0.064\cdot 4.96 =0.31744,故選\bbox[red, 2pt]{(C)}
解答: e^{i\theta} =\cos \theta+i \sin \theta \Rightarrow e^{\pi i/2} =i \Rightarrow \ln i={\pi \over 2}i\\因此 i^{2i} =e^{2i\ln i} = e^{2i \cdot \pi i/2} =e^{-\pi},故選\bbox[red, 2pt]{(D)}
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解題僅供參考,其他試題及詳解
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