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2024年11月8日 星期五

110年台科大機械碩士班-工程數學詳解

 國立臺灣科技大學110學年度碩士班招生考試

系所組別:機械工程系碩士班
科目:工程數學

解答:(a) xyy=2x21xy1x2y=2(1xy)=21xy=2x+c1y=2x2+c1xy=23x3+c2x2+c3{y(0)=c3=0y(1)=2/3+c2+c3=1c2=13y=23x3+13x2(b) y+5y+6y=0λ2+5λ+6=0(λ+3)(λ+2)=0λ=2,3yh=c1e2x+c2e3xUsing variations of parameters, let {y1=e2xy2=e3xW(x)=|y1y2y1y2|=|e2xe3x2e2x3e3x|=e5xyp=e2xe3xe2xe5xdx+e3xe2xe2xe5xdx=e2x1dxe3xexdxyp=xe2xe2xy=yh+ypy=c3e2x+c2e3x+xe2x{y(0)=c3+c2=0y(1)=(c3+1)e2+c2e3=e3{c2=1c3=1y=e2x+e3x+xe2x
解答:L{f(t)}=L{etcost}s=1ss+1(s+1)2+1=s+1s(s2+2s+2)
解答:f(t)+2t0f(τ)cos(tτ)dτ=4et+sintL{f(t)}+2L{t0f(τ)cos(tτ)dτ}=4L{et}+L{sint}F(s)+2L{f(t)}L{cost}=41s+1+1s2+1F(s)+2F(s)ss2+1=4s+1+1s2+1F(s)=(4s+1+1s2+1)s2+1(s+1)2=4(s2+1)(s+1)3+1(s+1)2=4s2+s+5(s+1)3f(t)=L1{F(s)}=L1{4s2+s+5(s+1)3}=L1{4s+17(s+1)2+8(s+1)3}f(t)=4et7tet+4t2et
解答:A=[0213]det
解答:u(x,t)=v(x,t)+u_{ss}(x)\\ u_{ss}x= \alpha x+\beta \Rightarrow \cases{u(-1,t)=-\alpha+\beta=2\\ u(1,t)=\alpha+\beta=4} \Rightarrow \cases{\alpha=1\\ \beta=3} \Rightarrow u_{ss}(x)= x+3\\ \Rightarrow u(x,0)=3+x+\sin(2\pi x)-u_{ss}(x)= \sin(2\pi x) \\ \Rightarrow v(x,t)= \sum_{n=1}^\infty b_n e^{-n^2\pi^2 t/4} \sin {n\pi\over 2}(x+1) \\ \Rightarrow \bbox[red, 2pt]{u(x,t)= x+3+ \sum_{n=1 }^\infty b_n e^{-n^2\pi^2 t/4} \sin {n\pi\over 2}(x+1) ,  \text{where }b_n= \int_{-1}^1 \sin(2\pi x)\sin{n\pi\over 2}(x+1)\,dx }

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解題僅供參考,碩士班歷年試題及詳解

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