國立成功大學113學年度碩士班招生考試
系所:電機工程、電腦與通訊工程研究所、電機資訊學院-微電、奈米聯招
科目:工程數學
解答:(y−1)y″+(y′)2−y′=0⇒y′=0,即y=c1為一明顯解此外,原式yy″−y″+(y′)2−y′=0⇒yy″+(y′)2=y″+y′⇒(yy′)′=y″+y′⇒yy′=∫(y″+y′)dy=y′+y+c2⇒(y−1)y′=y+c2⇒y−1y+c2dy=1dx⇒∫y−1y+c2dy=∫(1−1+c2y+c2)dy=∫1dx⇒y−(1+c2)ln(y+c2)=x+c3⇒lney(y+c2)(1+c2)=x+c3⇒ey(y+c2)(1+c2)=e(x+c3)⇒其解為y=c1或ey(y+c2)(1+c2)=e(x+c3),其中c1,c2,c3為常數解答:{x(t)=cos(at)=12(ejat+e−jat)y(t)=sin(at)=−12(ejat−e−jat)⇒{X(ω)=F(x(t))=π[δ(ω−a)+δ(ω+a)]Y(ω)=F(y(t))=πj[δ(ω−a)−δ(ω+a)]z(t)=x(t)∗y(t)⇒Z(ω)=F(z(t))=πj[δ(ω−a)−δ(ω+a)]⋅π[δ(ω−a)+δ(ω+a)]=π2j(δ(ω−a)δ(ω−a)+δ(ω−a)δ(ω+a)−δ(ω+a)δ(ω+a)−δ(ω−a)δ(ω+a))=π2j(δ(0)δ(ω−a)+δ(−2a)δ(ω+a)−δ(2a)δ(ω−a)−δ(0)δ(ω−a))=π2j(δ(0)δ(ω−a)−δ(0)δ(ω−a))=πδ(0)πj(δ(0)δ(ω−a)−δ(0)δ(ω−a))⇒z(t)=πδ(0)sin(at)⇒2sin(at)∗cos(at)=2πδ(0)sin(at)
解答:{x=rcosθy=rsinθ⇒uxx+uyy=0⇒urr+1rur+1r2uθθ=0⇒u(r,θ)=A0+∞∑n=1rn(Ancos(nθ)+Bnsin(nθ))⇒ur=∞∑n=1nrn−1(Ancos(nθ)+Bnsin(nθ))⇒f(θ)=ur(2,θ)=8cosθsin2θ=∞∑n=1(nAn2n−1cos(nθ)+nBn2n−1sin(nθ))⇒{nAn2n−1=1π∫π−πf(θ)cos(nθ)dθ=0nBn2n−1=1π∫π−πf(θ)sin(nθ)dθ=0⇒u(r,θ)=0,??
解答:u(x,t)=T(t)X(x)⇒{u(0,t)=X(0)T(t)=0u(8,t)=X(8)T(t)=0⇒BC:{X(0)=0X(8)=0又ut=uxx⇒T′X=TX″⇒T′T=X″X=λCase I λ=0⇒X″=0⇒X=c1x+c2⇒BC:{X(0)=c2=0X(8)=8c1+c2=0⇒c1=c2=0⇒X=0Case II λ>0⇒λ=ρ2(ρ>0)⇒X″−ρ2X=0⇒X=c1eρx+c2e−ρx⇒BC:{X(0)=c1+c2=0X(8)=c1e8ρ+c2e−8ρ=0⇒c1e8ρ−c1e−8ρ=0⇒c1(e16ρ−1)=0⇒c1=0⇒c2=0⇒X=0Case III λ<0⇒λ=−ρ2(ρ>0)⇒X″+ρ2X=0⇒X=c1cos(ρx)+c2sin(ρx)⇒BC:{X(0)=c1=0X(8)=c2sin(8ρ)=0⇒sin(8ρ)=0⇒ρ=nπ8⇒X=sinnπx8,n∈N⇒T′+ρ2T=0⇒T=e−ρ2t=e−n2π2t/64⇒u(x,t)=∞∑n=1cne−n2π2t/64sinnπx8⇒u(x,0)=∞∑n=1cnsinnπx8=sinπx8+sin(8πx)⇒{c8=c64=1ck=0,k≠8,k≠64⇒u(x,t)=e−π2tsin(πx)+e−64π2tsin(8πx)
解答:依d'Alembert's solution utt=c2uxx的通解為u(x,t)=F(x+ct)+G(x−ct)依題意{u(x,0)=f(x)⇒F(x)+G(x)=f(x)⋯(1)ut(x,0)=g(x)⇒cF′(x)−cG′(x)=g(x)⋯(2)⇒∫xx0g(s)ds=c(F(x)−G(x))−c(F(x0)−G(x0))⋯(3)由(1)及(3)可得{F(x)=12(f(x)+1c∫xx0g(s)ds+F(x0)−G(x0))G(x)=12(f(x)−1c∫xx0g(s)ds−F(x0)+G(x0))⇒{F(x+ct)=12(f(x+ct)+1c∫x+ctx0g(s)ds+F(x0)−G(x0))G(x−ct)=12(f(x−ct)−1c∫x−ctx0g(s)ds−F(x0)+G(x0))⇒F(x+ct)+G(x−ct)=12(f(x+ct)+f(x−ct))+12c∫x+ctx−ctg(s)ds⇒u(x,t)=12(f(x+ct)+f(x−ct))+12c∫x+ctx−ctg(s)ds
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解題僅供參考,碩士班歷年試題及詳解
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