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筑波大学 理工情報生命学術院 システム情報工学研究群 情報理工学位プログラム 問題例

Author

Miyake

Description

Kai

解析学

問 1

\[ \begin{align} \lim_{x \to 0} \frac{x^3}{x - \sin x} &= \lim_{x \to 0} \frac{3x^2}{1 - \cos x} \\ &= \lim_{x \to 0} \frac{6x}{\sin x} \\ &= \lim_{x \to 0} \frac{6}{\cos x} \\ &= 6 \end{align} \]

問 2

\[ \begin{align} \int_0^\infty \frac{dx}{1+x^2} &= \int_0^\frac{\pi}{2} \frac{1}{1 + \tan^2 \theta} \frac{d \theta}{\cos^2 \theta} \ \ \ \ \ \ \ \ ( x = \tan \theta ) \\ &= \int_0^\frac{\pi}{2} d \theta \\ &= \frac{\pi}{2} \\ \therefore \ \ \int_0^\infty \int_0^\infty \frac{dx dy}{(1+x^2)(1+y^2)} &= \frac{\pi^2}{4} \end{align} \]

線形代数

問 1

\(A\) の固有値を \(\lambda\) とすると、

\[ \begin{align} 0 &= \det \begin{pmatrix} 1 - \lambda & 2 \\ 2 & 1 - \lambda \end{pmatrix} \\ &= (\lambda-3)(\lambda+1) \end{align} \]

なので、

\[ \begin{align} \lambda_1 = 3 , \ \ \lambda_2 = -1 \end{align} \]

である。

問 2

固有値 \(\lambda_1=3\) に属する固有ベクトルを求めるため

\[ \begin{align} \begin{pmatrix} -2 & 2 \\ 2 & -2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \end{pmatrix} \end{align} \]

とおくと \(x=y\) を得る。

固有値 \(\lambda_2=-1\) に属する固有ベクトルを求めるため

\[ \begin{align} \begin{pmatrix} 2 & 2 \\ 2 & 2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \end{pmatrix} \end{align} \]

とおくと \(x+y=0\) を得る。

よって、

\[ \begin{align} X = \frac{1}{\sqrt{2}} \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & -1 \end{pmatrix} \end{align} \]

である。

離散数学と論理

プログラミング基礎