院試勉強会

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ノート 院試過去問 2003年度 専門科目 システム

院試過去問 2003年度 専門科目 システム

第1問

(1)

f_b(t)=U(t-b)-U(t-b-2)

(2)

f_b^{odd}=\frac{-U(t+b+2)+U(t+b)+U(t-b)-U(t-b-2)}{2}
f_b^{even}=\frac{U(t+b+2)-U(t+b)+U(t-b)-U(t-b-2)}{2}
概略図は省略

(3)

\begin{align*} F_b(\omega)&=F_b^{even}(\omega)+F_b^{odd}(\omega)\\ F_b^{even}(\omega)&=\frac{1}{2}\int_{-b-2}^{-b}\exp(-j\omega t)dt + \frac{1}{2}\int_{b}^{b+2}\exp(-j\omega t)dt\\  &=\frac{1}{2}\int_{b}^{b+2}\exp(j\omega t)+\exp(-j\omega t)dt = \int_{b}^{b+2}\cos\omega tdt\\  &=\frac{1}{\omega}\left(\sin\left(\left(b+2\right)\omega\right)-\sin b\omega\right)\\  &=\frac{2\sin\omega\cos\left(\left(b+i\right)\omega\right)}{\omega}\\ F_b^{odd}(\omega)&=-\frac{1}{2}\int_{-b-2}^{-b}\exp(-j\omega t)dt + \frac{1}{2}\int_{b}^{b+2}\exp(-j\omega t)dt\\  &=\frac{1}{2}\int_{b}^{b+2}-\exp(j\omega t)+\exp(-j\omega t)dt = -j\int_{b}^{b+2}\sin\omega tdt\\  &=\frac{j}{\omega}\left(\cos\left(\left(b+2\right)\omega\right)-\cos b\omega\right)\\  &=-\frac{2j\sin\omega\sin\left(\left(b+i\right)\omega\right)}{\omega}\\ \therefore F_b(\omega)&=\frac{2\sin\omega}{\omega}\left(\cos\left((b+1)\omega\right)-j\sin\left((b+1)\omega\right)\right)\end{align*}

(4)

b=-1のとき、条件を満たす。
この時G(\omega)=\frac{2\sin\omega}{\omega}であり、F_b(\omega)=G(\omega)e^{-j(b+1)\omega}である。

第8問

(1)

\(Q=C(\phi_1-\phi_2)\)の関係を使って ガウスの発散定理よりコンデンサ内部では \(2\pi rE=\frac{Q}{\varepsilon_1l}\)
よって\(C_1=\frac{2\pi\varepsilon_1l}{\log{\frac{b}{a}}}\)

(2)

並列コンデンサ \(C=\pi(\varepsilon_1+\varepsilon_2)\frac{l}{\log{\frac{b}{a}}}\)

(3)

直列コンデンサ \(C_3=\frac{2\pi\varepsilon_1\varepsilon_2l}{\varepsilon_2\log{\frac{c}{a}}+\varepsilon_1\log{\frac{b}{c}}}\)

(4)

電場のグラフを考え、\(2\pi aE=\frac{Q}{\varepsilon_1l},2\pi bE=\frac{Q}{\varepsilon_2l}\)
となるときにVが最大値をとる。


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