UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

Similar documents
MAA Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

EME 411 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MAT 518 Numerical Methods for Differential Equations [Kaedah Berangka untuk Persamaan Pembezaan]

MAT 101 Calculus [ Kalkulus]

MAT 223 DIFFERENTIAL EQUATIONS I [Persamaan Pembezaan I]

MAT111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

MAA 101 Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

MAT 222 Differential Equations II [Persamaan Pembezaan II]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

MAT 101 Calculus [ Kalkulus] Duration : 3 hours [Masa : 3 jam]

MAT Calculus [Kalkulus]

MSG 356 Mathematical Programming [Pengaturcaraan Matematik]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

EMH 451 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

MST 565 Linear Model [Model Linear]

CPT115 Mathematical Methods for Computer Sciences [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

MAT Linear Algebra [Aljabar Linear]

MSG Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MAT 202 Introduction to Analysis [ Pengantar Analisis]

MAA 111 Algebra for Science Students [Aljabar untuk Pelajar Sains]

MAT 100 Foundation Mathematics [Asas Matematik]

MAT 263 Probability Theory [Teori Kebarangkalian]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Supplementary Semester Examination Academic Session 2004/2005. May IUK 291E - Mathematic I1 [Matematik II]

MGM 531 Euclidean Geometry [Geometri Euklidan]

EEE 208 TEORI LITAR II

MAT Calculus [Kalkulus]

EMH 451/3 Numerical Methods For Engineers Kaedah Berangka Untuk Jurutera

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

IUK 191E - Mathematic I [Matematik I]

(Kertas soalan ini mengandungi 4 soalan dalam 6 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 4 questions on 6 printed pages)

IWK 302 WOOD ENGINEERING [KEJURUTERAAN KAYU]

EEM 423 KEJURUTERAAN KEBOLEHPERCAYAAN

ESA 380/3 Orbital Mechanics Mekanik Orbit

IWK 302 Wood Engineering [Kejuruteraan Kayu]

MSS 317 Coding Theory [Teori Pengekodan]

IWK 302 WOOD ENGINEERING [KEJURUTERAAN KAYU]

EAA211 Engineering Mathematics for Civil Engineers [Matematik Kejuruteraan untuk Jurutera Awam]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT115 Mathematical Methods for Computer Science [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

EAS151 Statics and Dynamics [Statik dan Dinamik]

MST 565 Linear Models [Model Linear]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

Answer all questions Jawab semua soalan [80 marks] [80 markah] f(x)

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS511 Evolutionary Computing [Perkomputeran Berevolusi]

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination Academic Session 2009/2010. April/May 2010

MAT Calculus [Kalkulus]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS513 Computer Vision and Image Analysis [Penglihatan Komputer dan Analisis Imej]

EMM 101/3 Engineering Mechanics [Mekanik Kejuruteraan]

MGM 502 Number Theory [Teori Nombor]

SULIT 3472/1. Nama:.. Tingkatan: 3472/1 NO. KAD PENGENALAN Matematik Tambahan PROGRAM PENINGKATAN PRESTASI SAINS DAN MATEMATIK 2009

EMH 211 Thermodynamics [Termodinamik]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS511 Evolutionary Computing [Perkomputeran Berevolusi]

MSG 327 Mathematical Modelling [Matematik Pemodelan]

IUK 107 CHEMISTRY FOR TECHNOLOGIST [KIMIA UNTUK TEKNOLOGIS]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

ESA 382/3 Spacecraft Subsystem Design Rekabentuk Subsistem Kapal Angkasa

EEU 104 TEKNOLOGI ELEKTRIK

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination Academic Session 2004/2005. March 2005 MGM ANALYSIS [ANA LISIS]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEM 352 REKABENTUK MEKATRONIK II

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CIT562 Bioinformatics Computing [Perkomputeran Bioinformatik]

IEK 108 PROCESS FLUID MECHANICS [MEKANIK BENDALIR PROSES]

ESA 380/3 Orbital Mechanics [Mekanik Orbit]

MGM551 - Operations Research [ Penyelidikan Operasi]

ESA 368/3 High Speed Aerodynamics Aerodinamik Berkelajuan Tinggi

INSTRUCTION: This section consists of FOUR (4) structured questions. Answer TWO (2) questions. only.

IEK 212 PROCESS HEAT TRANSFER [PEMINDAHAN HABA PROSES]

IEK 108 PROCESS FLUID MECHANICS [MEKANIK BENDALIR PROSES]

SULIT 3472/1 MAJLIS PENGETUA SEKOLAH-SEKOLAH MALAYSIA (MPSM) CAWANGAN KELANTAN PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM TINGKATAN LIMA

MST 562 Stochastic Processes [Proses Stokastik]

EAS 254E/3 Structural Analysis (Analisis Struktur)

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

MSG 388 Mathematical Algorithms for Computer Graphics [Algoritma Matematik untuk Grafik Komputer]

EMH 211 Thermodynamics [Termodinamik]

(Kertas soalan ini mengandungi 11 soalan dalam 6 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 11 questions on 6 printed pages)

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

BST 203/3 Population and Community Ecology [Ekologi Populasi dan Komuniti]


IEK PROCESS HEAT TRANSFER [PEMINDAHAN HABA PROSES]

EAH 221/3 Fluid Mechanics For Civil Engineers [Mekanik Bendalir Untuk Jurutera Awam]

IMK 308 Food Preservation Principles [Prinsip Pengawetan Makanan]

I47. JIM 201- Linear Algebra [, ljabar Linearl. April2009. Duration: 3 hours lmasa: 3 jaml UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

REG 363 Site Investigation (Kajian Tapak)

EAS 253E/3 Theory of Structures EAS 253E/3 Teori Struktur

PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM 2014 ADDITIONAL MATHEMATICS


EAS253 Theory of Structures [Teori Struktur]


EAK 263/4 Geomatic Engineering [Kejuruteraan Geomatik]

EME 451/3 Computational Fluid Dynamics Pengkomputeran Dinamik Bendalir

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT112 Discrete Structures [Struktur Diskret]


",,345 UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Peperiksaan Semester Kedua Sidang Akademik 1996/97. April EBE Sistem Kawalan Lanjutan.

ESA 367/2 Flight Stability & Control I Kestabilan & Kawalan Penerbangan I

EEE 350 SISTEM KAWALAN

SULIT BA601: ENGINEERING MATHEMATICS 5

ZCT 104E/3 - Fizik IV (Fizik Moden)

EAS 253E/3 Theory of Structures EAS 253E/3 Teori Struktur

EEE REKABENTUK SISTEM KAWALAN

Transcription:

-1- [EUM 114/3] UNIVERSITI SAINS MALAYSIA Second Semester Examination 2015/2016 Academic Session June 2016 EUM 114/3 KALKULUS KEJURUTERAAN LANJUTAN [ADVANED ENGINEERING ALULUS] Duration : 3 hours [Masa : 3 jam] Please check that this examination paper consists of SEVEN (7) pages of printed material before you begin the examination. English version from page TWO (2) to page FOUR (4) and Malay version from page FIVE (5) to page SEVEN (7). Sila pastikan bahawa kertas peperiksaan ini mengandungi TUJUH (7) muka surat bercetak sebelum anda memulakan peperiksaan ini. Versi Bahasa Inggeris daripada muka surat DUA (2) sehingga muka surat EMPAT (4) dan versi Bahasa Melayu daripada muka surat LIMA (5) sehingga muka surat TUJUH (7). Instructions: This question paper consists FIVE (5) questions. Answer ALL questions. All questions carry the same marks. [Arahan: Kertas soalan ini mengandungi LIMA (5) soalan. Jawab SEMUA soalan. Semua soalan membawa jumlah markah yang sama] Answer to any question must start on a new page [Mulakan jawapan anda untuk setiap soalan pada muka surat yang baharu]. In the event of any discrepancies, the English version shall be used. [Sekiranya terdapat sebarang percanggahan pada soalan peperiksaan, versi Bahasa Inggeris hendaklah diguna pakai]. 2/-

-2- [EUM 114/3] ENGLISH VERSION 1. (a) Evaluate the line integral (y 2 + 3x 2 )dx + 2xydy where is the arc on the ellipse x2 4 + y2 1 = 1 from point (2, 0) to point (0, -1) (40 marks) Use Green s theorem to evaluate the integral Pdx + Qdy where P(x, y) = x y and Q(x, y) = y, is the boundary of the region between the x- axis and the graph of y = sinx for 0 x π. (c) Evaluate the integral + xy = 4 and x + y = 5. R ( x y) da where R is the region bounded by (30 marks) (30 marks) 2. (a) An experiment was conducted to analyze temperature distribution T(x) at a distance x, measured from one side along a plate having length L. The result is given by the following function T(x) = Kx(L x), 0 x L where K = constant Show that the Fourier sine series expansion representing T(x) is 8KL 2 π3 sin πx + 1 L 27 sin 3πx L + 1 125 sin 5πx + L (55 marks) onsider a function f(x) = e x, π < x < π. Find its Fourier series.given f(x + 2π) = f(x) (45 marks) 3/-

-3- [EUM 114/3] 3. (a) A solid rod of 1 unit length is perfectly insulated at one of its ends (at x = 0), with the other end being subjected to 1 unit temperature. The initial temperature profile is given by u o (x,0) = x 2 for 0 x 1, where x is measured from one end of the rod to the other end. The temperature variation in the rod, u(x,t), satisfies the heat equation: u t = k 2 u Using numerical method with t = 0.01 and x = 0.2, obtain the approximate values of u(x,t) at time t = 0.02, giving your answer at 3 decimal points. Given k = 1. Use the following explicit formula to solve the above heat-conduction equation numerically. u x i, t j+1 = λu x i 1, t j + (1 2λ)u x i, t j + λu x i+1, t j Where λ = k t ( x) 2 Hints: The boundary condition at one of the end is u (0, t) = 0 (where no heat flow at (x = 0). This also means that u(x 0, t) = u(x 1, t), since u(0,t) u(x 0,t) u(x 1,t) x = 0 (45 marks) An elastic string is stretched and fixed at two points 2 m apart. The centre of the string is displaced vertically 0.1 m upward from its rest position, and then released with initial zero velocity. Find the solution for this problem by obtaining the displacement u(x, t)at any time t with respect to any location x based on its rest position. Use wave equation below with c = 1 to obtain u(x,t). 2 u t 2 = 2 u c2 4. (a) Solve the following equations by Doolittle s method. (55 marks) 5x 1 + 4x 2 + x 3 = 6.8 10x 1 + 9x 2 + 4x 3 = 17.6 10x 1 + 13x 2 + 15x 3 = 38.4 4/-

-4- [EUM 114/3] Determine the inverse of the following matrix using elementary row operations 3 1 0 = 1 2 2 5 0 1 5. (a) Given the vector field F = x 2 i + 2xj + z 2 k and the closed curve is a square with vertices at (0, 0, 3), (1, 0, 3), (1, 1, 3), and (0, 1, 3), verify Stoke s Theorem. Use the Gauss-Seidel iterative technique to find approximate solutions to 10x 1 x 2 + 2x 3 = 6 x 1 + 11x 2 x 3 + 3x 4 = 25 2x 1 x 2 + 10x 3 x 4 = 11 3x 2 x 3 + 8x 4 = 15 Starting with X (0) = [0 0 0 0] T and iterating until x (k) x (k 1) x (k) < 10 3 Note: Use rounding to 4 decimal places in all calculations. -oooooooo- 5/-

-5- [EUM 114/3] VERSI BAHASA MELAYU 1. (a) ari nilai kamiran garis ( + 3x 2 ) y 2 dx + 2xydy di mana adalah arka pada elips x 2 2 + y = 1 4 1 dari titik (2, 0) hingga titik (0, -1). (40 markah) Gunakan teorem Green untuk menilai kamiran + Qdy Pdx di mana P (x, y) = x-y dan Q(x, y) = y, adalah sempadan di rantau antara paksi-x dan graf y = sinx untuk 0 x π. (30 markah) (c) Nilaikan kamiran + R ( x y) da di mana R ialah rantau yang dibatasi oleh xy = 4 dan x + y = 5. (30 markah) 2. (a) Di dalam satu ujikaji untuk menentukan taburan suhu T(x) pada jarak x yang diukur pada satu hujung plat yang panjangnya L. Keputusannya diberi oleh fungsi T(x) = Kx(L x), 0 x L dengan K = pemalar Tunjukkan siri Fourier sinus bagi T(x) ialah 8KL 2 π3 sin πx L + 1 sin 3πx 27 L + 1 sin 5πx + 125 L Pertimbangkan suatu fungsi f(x) = e x, π < x < π. (55 markah) Dapatkan siri Fouriernya. Diberi f(x + 2π) = f(x) (45 markah) 6/-

-6- [EUM 114/3] 3. (a) Satu rod yang panjangnya 1 unit telah ditebat pada satu hujungnya ( pada x = 0 ) dengan satu hujung lagi berada pada suhu 1 unit. Nilai suhu awal diberi oleh persamaan u 0 (x, 0) = x 2 untuk 0 x 1, dengan x diukur dari satu hujung ke satu hujung rod. Perubahan suhu rod u(x, t)memenuhi persamaan haba u t = k 2 u Dengan menggunakan kaedah berangka, di mana t = 0.01 dan x = 0.2, dapatkan anggaran u(x, t) pada masa t = 0.02 dengan memberikan jawapan pada 3 titik perpuluhan. Diberi k = 1. Guna rumus berikut untuk menyelesaikan masalah persamaan haba secara berangka. Dengan λ = k t ( x) 2 u x i, t j+1 = λu x i 1, t j + (1 2λ)u x i, t j + λu x i+1, t j Petunjuk : Syarat sempadan ialah u (0, t) = 0 (di mana tiada aliran haba pada (x = 0). Ini juga bermakna bahawa u(x 0, t) = u(x 1, t), memandangkan u(0, t) u(x 0, t) u(x 1, t) = 0 x (45 markah) Seutas tali elastik diregang dan ditetapkan di dua hujung sepanjang 2m. Titik tengah tali tersebut diangkat secara menegak 0.1m daripada titik rehat dan dilepaskan dengan pecutan sifar. Dapatkan penyelesaian bagi masalah nilai awal dengan mencari persamaan u(x, t) pada sebarang masa t dan sepanjang lokasi x dari kedudukan rehat. Guna persamaan gelombang dengan nilai c = 1 untuk mendapatkan u(x, t). 2 u t 2 = 2 u c2 (55 markah) 4. (a) Selesaikan persamaan berikut dengan menggunakan kaedah Doolittle. 5x 1 + 4x 2 + x 3 = 6.8 10x 1 + 9x 2 + 4x 3 = 17.6 10x 1 + 13x 2 + 15x 3 = 38.4 7/-

-7- [EUM 114/3] Dapatkan songsangan matrik dengan kaedah operasi baris permulaan. 3 1 0 = 1 2 2 5 0 1 5. (a) Diberi vektor F = x 2 i + 2xj + z 2 k dan lengkung tertutup merupakan segi empat sama dengan paksi pada (0, 0, 3), (1, 0, 3), (1, 1, 3), dan (0, 1, 3), tentusahkan Teorem Stoke s. Dengan menggunakan kaedah Gauss- Seidel, selesaikan 10x 1 x 2 + 2x 3 = 6 x 1 + 11x 2 x 3 + 3x 4 = 25 2x 1 x 2 + 10x 3 x 4 = 11 3x 2 x 3 + 8x 4 = 15 Mulakan dengan nilai awal X (0) = [0 0 0 0] T dan lelaran bagi x (k) x (k 1) x (k) < 10 3 Nota : Beri jawapan hingga 4 titik perpuluhan. -oooooooo- 8/-