4.若系統之狀態方程式為: 式中 , ；試找出 p 與 q 之關係以確保系統之完全可控制。

於【圖 3-1】的鋼製軸，材質的降伏強度為 520 MPa，直徑為 35 mm。該軸轉速為 600 rpm，經由齒輪組傳遞 28 kW。該軸上裝置如【圖 3-1】的平行鍵，寬度 w 為 10 mm，高度 h 為 8 mm，材質為冷拉鋼，降伏強度為 450 MPa。設計安全因子為 3.0，分別考慮畸變能量失敗理論( )，及考慮直接壓應力失敗理論()，請問：（二）作用於該鍵的剪力為何？【5 分】