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2024年4月27日 星期六

113年中山海工碩士班-工程數學詳解

 國立中山大學113學年度碩士班招生考試

科目名稱: 工程數學【離岸風電碩士班、海工系碩士班甲組、海工聯合碩士班】

解答:(a)y=xm{y=mxm1y=m(m1)xm2x2y3xy+4y=(m24m+4)xm=0(m2)2=0m=2yh=c1x2+c2x2lnxyp=Alnx+Bx+Cyp=Ax+Byp=Ax2x2yp3xyp+4yp=4Alnx+Bx4A+4C=2x+4lnx{A=1B=2C=1yp=lnx+2x+1y=yh+ypy=c1x2+c2x2lnx+lnx+2x+1(b)y=n=0anxny=n=0nanxn1y=n=0n(n1)anxn2{y(0)=a0=1y(0)=a1=1y+4xy+2y=n=0((n+2)(n+1)an+2+(4n+1)an)xn=0an+2=4n+1(n+2)(n+1)an,a0=a1=1,n=0,1,2,
解答:CFdr=Scurl FndSL.H.S z=2C:x2+y2=4{x(t)=2costy(t)=2sintz(t)=2{x(t)=2sintdty(t)=2costdtz(t)=0,0t2πF=(3y,xz,yz2)=(6sint,4cost,8sint)CFdr=2π0(6sint,4cost,8sint)(2sint,2cost,0)dt=2π0(12sin2t8cos2t)dtSince ,the surface S lies below the curve CCFdr=2π0(12sin2t+8cos2t)dt=2π0(8+4sin2t)dt=2π0(8+22cos2t)dt=2π010dt=20πR.H.SF=(3y,xz,yz2)curl F=[ijkxyz3yxzyz2]=(x+z2,0,z3)Let r=(x,y,z) and {x=ρcosθy=ρsinθz=ρ2/2{rρ=(cosθ,sinθ,ρ)rθ=(ρsinθ,ρcosθ,0)rρ×rθ=(ρ2cosθ,ρ2sinθ,ρ)=(ρ2cosθ,ρ2sinθ,ρ)Scurl FndS=2π020(ρcosθ+ρ44,0,ρ223)(ρ2cosθ,ρ2sinθ,ρ)dρdθ=2π020(ρ3cos2θ+14ρ6cosθ+12ρ3+3ρ)dρdθ=2π0(4cos2θ+12828cosθ+8)dθ=2π0(4cos2θ+8)dθ=2π0(2cos2θ+10)dθ=20πFinally, we have CFdr=20π=Scurl FndS
解答:(a)sin2t=1212cos(2t)L{sin2t}=L{1212cos(2t)}=12s12ss2+4L{sin2tt}=s(12uu2(u2+4))du=[12lnu14ln(u2+4)]|s=14[lnu2ln(u2+4)]|s=14[lnu2u2+4]|s=14(ln1lns2s2+4)=14lns2+4s2.QED(b)L{sin2tt}=f(s)=0sin2ttestdt=14lns2+4s2f(1)=0sin2ttetdt=14ln1+41=14ln5
解答:(a)f(x)=f(x)f(x) is even bn=0a0=12ππ/2π/21dx=12an=1ππ/2π/2cos(nx)dx=2nπsinnπ2,n=1,2,f(x)=a0+n=1ancos(nx)f(x)=12+n=12nπsinnπ2cos(nx)(b)f(x)=12+n=12nπsinnπ2cos(nx)=12+2π(cosx13cos(3x)+15cos(5x)17cos(7x)+)f(0)=1=12+2π(113+1517+)113+1517+=π4
解答:ϕ(x,t)=X(x)T(t)XT=c2XTBC:{ϕx(0,t)=X(0)T(t)=0ϕx(,t)=X()T(t)=0{X(0)=0X()=0XT=c2XTTc2T=XX=λCase I: λ=0X=0X=c1x+c2X(0)=X()=c1=0X=c2Taking c2=1, we get X=1Case II: λ=ρ2>0⇒⇒Xρ2X=0X=c1eρx+c2eρxX=c1ρeρxc2ρeρx{X(0)=ρ(c1c2)=0X()=c1ρeρc2ρeρ=0c1=c2=0X=0Cases III: λ=ρ2<0X+ρ2X=0X=c1cos(ρx)+c2sin(ρx)X=c1ρsin(ρx)+c2ρcos(ρx)X(0)=c2ρ=0c2=0X()=c1ρsin(ρ)=0sin(ρ)=0ρ=nπρ=nπX=c1cos(nπx)Xn=cos(nπx),n=1,2,T=λc2TT+n2π22c2T=0Tn=c1cosncπt+c2sinncπt,n=1,2,ϕ(x,t)=a0+n=1(Ancosncπt+Bnsinncπt)cosnπxϕ(x,0)=a0+n=1Ancosnπx=exa0=10exdx=1(1e)An=20excosnπxdx=2(1e(1)nn2π2+2ϕt(x,0)=0Bn=0ϕ(x,t)=1(1e)+n=12(1e(1)nn2π2+2cosncπtcosnπx
解答:z4+1=0z4=ei(π+2kπ)z=ei(π+2kπ)4,k=0,1,2,3z0=eiπ/4=22+i22,z1=22i221x4+1dx=C1z4+1dz=2πi(14z3|z=z0+14z3|z=z1)=2π2

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解題僅供參考,其他歷年試題及詳解

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