2019年

本研究為一迷宮遊戲和旋轉方塊所組合成的問題。在給定行列數的可旋轉方塊上，置入「路」和「橋」，指定起點，並透過方塊的旋轉改變路徑，探討所有可能到達的終點以及抵達各終點的最短路線數。 此研究中，首先透過問題簡化和圖形討論，發現旋轉方塊以迴圈和無法繞行的路線（構造S）交錯形成，得到所有可能的終點位置。接著，整理所有簡化圖形的規律，利用加法原理推算出最短路線數。透過找出圖形對稱特性，得到不同終點之最短路徑數的關係。而後將不同規格的旋轉方塊的最短路線數關係，以遞迴關係式表示，並且找出其生成函數，希望透過生成函數得到最短路徑數的一般式。研究時，我們不僅發現不同規格之最短路線數生成函數的關係，從而能探討每一規格的最短路線數。更進一步發現無論方塊行數取至極限時或方塊行列數相同時，其最短路徑數的數列與卡特蘭數列（the Catalan numbers）有關。

本研究以高溫鍛燒的褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨混合粉末作為電極修飾材料，並與多層奈米碳管(CNT)混合後，附著於碳紙極電板上。修飾材料中推測含有碳奈米纖維與碳量子點，其表面具親水性的含氧官能基，可提高CNT在水相中的分散性；而碳奈米纖維則推測可增加材料的機械強度，提升電極可撓度。研究藉由調整鍛燒溫度和氮材合成比例，探討不同變因下製造的電極修飾材料對電容效能的影響。 得知最佳鍛燒條件為：褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨1：1(重量比)、鍛燒溫度為160℃。利用此條件下製作出來的電極修飾材料，可以使實驗材料達到最高的比電容值324F/g。此製程大幅提升了奈米碳管的比電容值(對照組128F/g)，期待未來能實際運用於電能儲存裝置上，或搭配電池應用於可撓式電子裝置。

本篇研究針對跳躍進行數列本身意義的探討，用新的數列V表示跳躍數列的接球狀況，接著利用狀態有向圖定義出表示跳躍數列球在空中狀況的「頂點」以及表示跳躍數列內數值的「邊」，而迴圈狀況即為跳躍數列的情況下我們利用鄰接矩陣的想法進行探討，並且最後利用跡數的方式進行跳躍數列形式的討論。不同於文獻中僅針對用球數b和跳躍數列字串長度n做為討論，本篇研究增加了代表著跳躍數列中數值可達到的最大數值s(也代表著表示跳躍數列球在空中狀況的「頂點」長度)，針對用球數為1顆的情況下為k階盧卡斯數的數值，而在其他用球數也有好的結果，並且針對不同情況下的跳躍數列整理出遞迴關係式以及生成函數。最後，在本篇研究中也找到許多在OEIS上所沒有的數列，並且給予這些數列有不同的解釋。

本研究旨在對費馬多邊形數定理(任意非負整數皆可表成n個n邊形數的和)進行更進一步的延伸探討，更精確地說，即是：對於給定的二次式an2+bn+c，定義一數列〈an 〉n=-1∞=〈a-1=0,an=an2+bn+c, ∀n≥0〉，而若存在一最小正整數γ，使得對於所有非負整數x，可由數列〈a_n 〉_(n=-1)^∞中取出共γ項，滿足x恰為這γ項之和。這時，我們稱正整數γ為二次式an^2+bn+c的指標值，定義函數Yi使得γ=Yi(an2+bn+c)。 在本研究中，首先先行探討函數Yi的一些基本性質，再藉由電腦以暴力法算出一些二次式指標值的下界，從這些指標值中找出規律，將其推廣至所有我們所討論的二次式，並證明之，至於再探討二次式指標值的上界的部分，我將數學家MelvynB.Nathanson證明費馬多邊形數定理的證明技巧，稍作改寫，使其能夠應用至更為一般的情況，藉此系統性的求得二次式指標值的可能上界。最後，經由不斷的優化上界與下界，即可求得二次式的指標值。

一個裝有水的玻璃杯，用喇叭撥出大聲的聲音，便能觀察到共振的現象發生，玻璃杯將會不停的震動，甚至導致破裂。本研究將會藉由傅立葉轉換(Fourier transform)來分析玻璃杯的振動的本徵頻率，並進一步探討頻譜的峰值。另外我們也研究了不同水位的高低以及液體密度對於共振頻率的影響，並以能量守恆的觀點進一步推導出玻璃杯的震動方程式。最後我們也近一步討論higher harmonic，並且發現non-linear dispersion relation的現象，有別於我們對於f∝n的觀念。

此研究在探討「給定一圓及多個已知點，求作各邊或其延長線上恰含有前述已知點中之一點的圓內接多邊形」之作圖方法及圖形的性質。 研究當中，以反演的幾何變換結合代數方程式並透過遞迴關係，除了找到該問題之解的個數與條件外，並求得有唯一解之點的軌跡方程式，從中發現其軌跡圖形為一圓錐曲線，且隨著給定點在圓外個數的奇偶性，會有或為橢圓或為雙曲線之不同的圖形變化。同時也發現給定點本身使得滿足條件的圓內接多邊形存在之個數將決定該軌跡圖形與給定圓間之切點個數等的有趣性質。

本研究藉由基因誘導之第二型糖尿病小鼠（Male B6.BKS-Leprdb mice; db/db mice）做為動物模型，並利用氫質譜儀與代謝體學之平台（1H NMR-based untargeted metabolomics）了解第二型糖尿病所導致的腎病變之疾病進程中的代謝途徑變化，及白胺酸的介入對於疾病進程的影響。研究發現，三羧酸循環及支鍊胺基酸代謝途徑中的代謝物，在基因誘導之第二型糖尿病小鼠尿液中有顯著下降，此發現指出糖尿病腎病變所造成的粒線體能量代謝功能下降。在肝臟組織萃取中，脂化膽固醇（esterified cholesterol）的上升及 β-胡蘿蔔素（β-carotene）、維生素Ａ（vitamin A）及維生素Ａ酸（retinoic acid）的下降顯示肝臟產生脂肪肝及其氧化壓力之上升。白胺酸的介入對於減緩腎臟粒線體受損及降低脂肪肝與氧化壓力並無顯著功效，此現象可歸因於支鍊胺基酸啟動mTORC1代謝途徑。本研究所標定之代謝物可被應用於第二型糖尿病及其所導致之腎病變的生物指標。

本研究以實作字體風格轉換的生成對抗網路模型為動機，將Conditional GAN當作模型的基礎，探討pix2pix模型及其他研究的一些方法對模型會產生甚麼影響，以得出能最優化預測成效的深度學習模型。 首先進行的是前處理的步驟，將字體的truetype檔案轉換成模型輸入的jpeg檔，再以生成器（Generator）和判別器（Discriminator）建立Condional GAN的基礎模型，然後探討加入U-Net、Category Embedding等方法，以及訓練資料集大小對模型造成的影響，最後實作整合的pix2pix模型和CycleGAN模型進行比較。 經過實驗後發現，U-Net和Category Embedding都對模型的預測成果有所幫助。另外，對相似的字體而言，pix2pix的效果較好，而對兩種風格差異較大的字體則需用Category Embedding的方式，融入更多字體進行訓練以達到更好的成效。

本文從一個博奕遊戲談起，探討遊戲的期望值得到一無窮級數Σn=1∞n/Cn2n 並嘗試用相關的數學概念與方法思考，首先處理問題Σn=1∞n/Cn2n 與Σn=1∞n2/Cn2n 的值，過程中利用了Σn=1∞n/Cn2n 函數與Σn=1∞n2/Cn2n 函數的性質將欲求之無窮級數轉化成積分或微分方程式的型態，再利用奧斯特洛格拉德斯基積分方法解出所求。 為了更有效率的得到相關之無窮級數，引進了微積分工具中之冪級數的概念，輔以微分方程式公式解求出了 f(x)=Σn=1∞Xn/Cn2n =√x/(4-x)3 (√x(4-x) + 4sin-1(√x/2)), x∈(-4,4), 進而推廣、延伸與其相關的一系列無窮級數，並利用導函數f'(x)求得 Σn=1∞n·2n-1/Cn2n的值。 接下來討論與f'(x)相關的無窮級數，發現可利用f(x)的高階導函數透過迭代方式得到Σn=1∞nm/Cn2n的值，其中m為任意正整數，歸納這些級數後可以應用在本文之博奕遊戲，讓獎金的選擇更富有變化性。 最後觀察f(x)與卡塔蘭數列{Cn}的倒數所構成之冪級數有所關聯，解出 Σn=1∞Xn/Cn的收斂函數後求出了Σn=1∞1/Cn的值以及{1/Cn}的偶數項與奇數項的和。

本研究在於製造出一顆環保並可回收利用的電池，在顧及環保的同時，也要有更多經濟與日常的考量。 在電解液方面：藉由添加植物肥料中常見的含氮、磷元素之化合物，及金屬離子以產生氧化還原反應來獲得電動勢，如此一來，電池使用完畢後，還能將剩餘的電解液做為肥料來為植物施肥。 在電極方面：在政府教育的推廣下，使用後的乾電池都必須要進行回收以免破壞生態。據此，我們進一步從廢棄乾電池中取出電極部分並作為環保電池的電極運用，如此一來便能使廢棄乾電池重獲新生。 在外殼方面：我們利用可生物分解的甘蔗渣吸管為包覆材質。 我們已自製成功可產生約1.5 V的環保電池，後續將發完電的電池做為肥料並用來使植物茁壯成長，未來若能取代現有乾電池，那麼對於廢棄電池造成的環境汙染，將具有極大的改善效益。