अभियांत्रिकी गणित 2: अभ्यास प्रश्न और परीक्षा प्रश्न

इंजीनियरों के लिए गणित का दूसरा पाठ्यक्रम: द्वितीय-कोटि अवकल समीकरण, आव्यूह और सदिश, परिक्रमण आयतनों सहित समाकलन तकनीकें, आंशिक अवकलज और द्वि-समाकल, श्रेणियाँ और टेलर बहुपद, लाप्लास रूपांतरण और संवलन। ये वे उपकरण हैं जिन पर परिपथ, कंपन और नियंत्रण के पाठ्यक्रम आधारित होते हैं।

क्रैम पैक (PDF)सूत्र-पत्रक, विधि के चरण और पूरे हल सहित अभ्यास प्रश्न, प्रिंट करने के लिए तैयार।

इस कोर्स के विषय

  1. अवकल समीकरणचरघातांकी वृद्धि और क्षय · न्यूटन का शीतलन नियम · प्रथम कोटि रैखिकगणनाएँ
  2. आव्यूह और सारणिक2×2 सारणिक · 3×3 और गुणनफल · आइगेनमान और निकायगणनाएँ
  3. सदिश: अदिश और सदिश गुणनफलपरिमाण और घटक · अदिश गुणनफल · सदिश गुणनफल और आघूर्णगणनाएँ
  4. समाकलबहुपद · चरघातांकी, लघुगणक और प्रतिस्थापन · वक्रों के बीच क्षेत्रफलगणनाएँ
  5. बहुचर कलनआंशिक अवकलज और द्वि-समाकल · प्रवणता, स्पर्श तल और शृंखला नियम · क्रांतिक बिंदु और क्षेत्रों पर समाकलगणनाएँ
  6. अनुक्रम और श्रेणियाँसमांतर और गुणोत्तर श्रेणियाँ · अभिसरण और घात श्रेणियाँ · टेलर और मैकलॉरिन बहुपदगणनाएँ
  7. लाप्लास रूपांतरसारणी युग्म और मान प्रमेय · आंशिक भिन्नों से प्रतिलोम रूपांतर · अवकल समीकरण और अंतरण फलनगणनाएँ
  8. संवलन और LTI तंत्रअसतत संवलन · संतत संवलन · आवेग अनुक्रिया और फूरिए श्रेणीगणनाएँ

अभियांत्रिकी गणित 2 के लिए परीक्षा सुझाव

  • रैखिक ODE के लिए पहले अभिलक्षणिक समीकरण लिखें: इसके मूल हल का रूप तय करते हैं।
  • खंडशः समाकलन में u उस गुणनखंड को चुनें जो अवकलन करने पर सरल हो जाता है।
  • रूपांतर को हाथ से समाकलित करने के बजाय लाप्लास सारणी और आंशिक भिन्न का उपयोग करें।

हल किए गए उदाहरण

अवकल समीकरणआसान
rr² + br + c?

समीकरण y″ + 4y′ + 3y = 0 के लिए अभिलक्षणिक समीकरण का वह मूल r ज्ञात कीजिए जो शून्य के सबसे निकट है। यही तय करता है कि हल कितनी धीमी गति से क्षीण होता है।

y″ + 4y′ + 3y = 0

ज्ञात करें: r

संकेत दिखाएँ
  1. y = ert प्रतिस्थापित करें।
  2. r² + 4r + 3 = 0.
  3. गुणनखंड करें या द्विघात सूत्र उपयोग करें।
उत्तर और चरण-दर-चरण हल दिखाएँ

द्वितीय-कोटि रैखिक समीकरण: y″ + b·y′ + c·y = 0 के लिए y = ert आज़माएँ: इससे अभिलक्षणिक समीकरण r² + b·r + c = 0 मिलता है। दो भिन्न वास्तविक मूल r₁ ≠ r₂ से y = A·er₁t + B·er₂t मिलता है (अतिअवमंदित); द्विगुण मूल r से y = (A + Bt)·ert (क्रांतिक अवमंदित); सम्मिश्र मूल −α ± jω से y = e−αt(A cos ωt + B sin ωt) (अल्पावमंदित, दोलनशील)। प्रारंभिक मान y(0) और y′(0) A और B तय करते हैं। y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 के रूप में लिखने पर ωn प्राकृतिक आवृत्ति है और ζ अवमंदन अनुपात: ζ < 1 पर दोलन होता है। अचर निवेश के साथ, y″ + by′ + cy = c·K, हल स्थिर मान K और मुक्त अनुक्रिया का योग है।

अभिलाक्षणिक समीकरण

r² + 4r + 3 = (r + 1)(r + 3) = 0

मूल

r = −1, r = −3
शून्य के सबसे निकट: r = −1

उत्तर

r = −1

व्यापक हल y = A·e−1t + B·e−3t है।

आव्यूह और सारणिकमध्यम
A =−153−5−1−3−513

दिखाए गए 3×3 आव्यूह A का सारणिक det A ज्ञात करें।

A = [−1 5 3; −5 −1 −3; −5 1 3]

ज्ञात करें: det A

संकेत दिखाएँ
  1. चिह्नों + − + के साथ पहली पंक्ति के अनुदिश प्रसार करें।
  2. हर पद एक अवयव गुणा वह 2×2 सारणिक है जो उसकी पंक्ति और स्तंभ काटने पर बचता है।
  3. उपसारणिक: 0, −30, −10.
उत्तर और चरण-दर-चरण हल दिखाएँ

आव्यूह: 2×2 आव्यूह का सारणिक ad − bc है। 3×3 के लिए किसी पंक्ति के अनुदिश प्रसार करें: हर अवयव गुणा उस 2×2 आव्यूह का सारणिक जो उसकी पंक्ति और स्तंभ हटाने पर बचता है, बारी-बारी चिह्नों + − + के साथ। आइगेनमान λ, det(A − λI) = 0 को हल करते हैं; 2×2 के लिए यह λ² − (अनुरेख)·λ + det = 0 है।

पहली पंक्ति के 2×2 उपसारणिक

M₁₁ = 0, M₁₂ = −30, M₁₃ = −10

सहखंड प्रसार

det A = (−1)·0 − 5·(−30) + 3·(−10) = 120

उत्तर

det A = 120

अभ्यास कैसे काम करता है

  • “इस कोर्स का अभ्यास करें” असली परीक्षा की तरह इसके सभी विषयों के प्रश्न मिलाकर देता है।
  • हर प्रश्न में नए मान होते हैं, इसलिए आप उत्तर नहीं बल्कि विधि सीखते हैं।
  • अटक गए? पहले एक छोटा संकेत खोलें, और पूरी व्याख्या तभी जब ज़रूरत हो।
  • मॉक परीक्षाओं में समय सीमा होती है और कोई संकेत नहीं मिलता; अंत में आपको अपना स्कोर और पूरी समीक्षा मिलती है।

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