國立臺北科技大學110學年度碩士班招生考試
系所組別:機械工程系機電整合碩士班乙組
科目:工程數學
解答:integrating factor I(x)=e∫1dx=ex⇒I(x)y′+I(x)y=12I(x)(ex−e−x)⇒exy′+exy=12(e2x−1)⇒(exy)′=12(e2x−1)⇒exy=12(12e2x−x)+c1⇒y=14ex−12xe−x+c1e−x
解答:y′+13y=13(1−2x)y4⇒−3y−4y′−y−3=2x−1⇒−3y−4y′e−x−y−3e−x=(2x−1)e−x⇒(y−3e−x)′=(2x−1)e−x⇒y−3e−x=∫(2x−1)e−xdx=e−x(−2x−1)+c1⇒y−3=(−2x−1)+c1ex⇒y=13√−2x−1+c1ex
解答:y(x,t)=X(x)T(t)⇒{∂2y∂t2=c2∂2y∂x2⇒XT″=c2X″TBC{y(0,t)=0y(L,t)=0⇒{X(0)T(t)=0X(L)T(t)=0⇒{X(0)=0X(L)=0XT″=c2X″T⇒X″X=T″c2T=kCase 1: k=0X″=0⇒X=c1x+c2⇒BC{X(0)=c2=0X(L)=c1L+c2=0⇒c1=c2=0⇒X=0Cases 2: k=μ2>0(μ>0)X″−μ2X=0⇒X=c1eμx+c2e−μx⇒BC{X(0)=c1+c2=0⇒c2=−c1X(L)=c1eμL+c2e−μL=0⇒c1eμL−c1e−μL=0⇒c1(e2μL)−1)=0⇒c1=0⇒c2=0⇒X=0Case 3: k=−μ2<0X″+μ2X=0⇒X=c1cos(μx)+c2sin(μx)⇒BC{X(0)=c1=0X(L)=c2sin(μL)=0⇒μL=nπ⇒μ=nπL⇒Xn=sin(nπxL),n∈N⇒T″−kc2T=0⇒T″+μ2c2T=0⇒T=c3cos(μct)+c4sin(μct)⇒T′=−c3μcsin(μct)+c4μccos(μct)∂y∂t(x,0)=0⇒X(x)T′(0)=0⇒T′(0)=0⇒c4=0⇒T=c3cos(μct)⇒Tn=cos(ncπtL)⇒yn(x,t)=Xn(x)Tn(t)=sin(nπxL)cos(ncπtL),n∈N⇒y(x,t)=∞∑n=1ansin(nπxL)cos(ncπtL)⇒y(x,0)=∞∑n=1ansin(nπxL)=f(x)⇒an=2L∫L0f(x)cos(nπxL)dx⇒y(x,t)=∞∑n=1ansin(nπxL)cos(ncπtL),where an=2L∫L0f(x)cos(nπxL)dx
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解題僅供參考,其他歷年試題及詳解
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