気象学特論(ab)(2015 年度秋学期)
最終テスト 解答用紙(1)
学生番号: 氏名:
1.(1)
(10)
(2)
(10)
①に②を代入すると、
i
iUk
k2 l2
ˆ exp
i
kxly
t
i
kˆ exp
i
kxly
t
0 両辺をexpˆ
i
kxly
t
で割って、 i iUk k
2 l
2 i k 0
したがって、
2
2 l
k Uk k
①の結果に
0を代入すると、2
0 2
l k Uk k
l U k
K2 2 2
したがって、
K U
(3)
(10)
(4)
(10)
(5)
(10)
(1)の結果より、
2 2
22 2 2 2
2 2
2 2
l k
l U k
l k
k k l U k
cgx k
(2)の結果より、
k
2l
2
U
これを(3)の結果に代入すると、
2 2
2 2
2 2 2 2 2
2
2 2 2
2
2
l k
U k l
k l k U U l
k
l k l k U U c
gx
一般に、
2 2
0k2 k l だから、(4)の結果より、
1
0 2 2
2
l k
k
したがって、
U cgx 2 0
気象学特論(ab)(2015 年度秋学期)
最終テスト 解答用紙(2)
学生番号: 氏名:
2.(1)
(10)
(2)
(10)
④より、
3 0
3 2
2
T
M U x
x
t
⑧を代入すると、
2exp
3exp 0
i k A i kx t U ik B i kx t
3 0
2AUk B
k0
UkB
A⑥より、
0 2
2 2
2 2 2
2
2
T
M t x
x
U x
⑧を代入すると、
2
2 k
2 A exp i kx t i 2
2 k
2 B exp i kx t 0
Uik
2
2 k
2 A 2
2 k
2 B 0
Uk
(3)
(10)
(4)
(10)
(5)
(10)
(1)、(2)の結果において、AB0以外の解が存在するためには、
k
2 2
2 k
2 Uk
3Uk 2
2 k
2 0
2
2 2
2 2 2
2 2 0
2
k U k k
(3)の結果より、
2 2
2 2 2 2 2
2
2 k k k U
2 0
となればよいから、
2 0
2
2 2
2 2 2
2
k k k U
0 2 22
k
2 k
(3)の結果より、
2 2
2 2 2 2
2 2 k k U k
根号内の式の最大値は2
32 2 2だから、
2 の最大値は、
2 U 232 2 2 232 2U 2 2U