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2019年11月4日 星期一

108年升官等-物理-微積分-詳解


108年公務、關務人員升官等考試
等      級:薦任
類科別:物理
科       目:微積分
limxx55x

由羅必達法則(L'Hopital's Rule)}求解
limxx55x=limxx5exln5=limxf(x)g(x)=limxf(x)g(x)=limx5x4ln(5)exln5=limxf(x)g(x)=limx20x3(ln(5))2exln5=limxf(x)g(x)=limx60x2(ln(5))3exln5=limxf[4](x)g[4](x)=limx120x(ln(5))4exln5=limxf[5](x)g[5](x)=limx120(ln(5))5exln5=120=0

二、令f(x)=2x3+3x212x2,試求f(x)在區間[0,10]上的最大值與最小值。


f(x)=2x3+3x212x2f(x)=06x2+6x12=06(x+2)(x1)=0x=1,2(2[0,10])f(1)=12+6=18>0ff(1)=2+3122=9{f(0)=2f(10)=2000+3001202=2178f(10)21789

(xex+exsinx)dx
{u=xdv=exdx{du=dxv=exxexdx=xexexdx=xexex(1){u=sinxdv=exdx{du=cosxdxv=exexsinxdx=exsinxexcosxdx{u=cosxdv=exdx{du=sinxdxv=exexcosxdx=excosx+exsinxdxexsinxdx=exsinx(excosx+exsinx)2exsinxdx=exsinxexcosxexsinxdx=12ex(sinxcosx)(2)(1)(2)(xex+exsinx)dx=xexex+12ex(sinxcosx)+CC

f(x,y)=(5+xy2+yx2)+e5+xy2+yx2fxfyfx2

f(x,y)=(5+xy2+yx2)+e5+xy2+yx2{fx=x(5+xy2+yx2)+xe5+xy2+yx2=y2+2xy+(y2+2xy)e5+xy2+yx2fy=y(5+xy2+yx2)+ye5+xy2+yx2=2xy+x2+(2xy+x2)e5+xy2+yx2fx2=xfx=x(y2+2xy+(y2+2xy)e5+xy2+yx2)=2y+(2y+(y2+2xy)2)e5+xy2+yx2{fx=y2+2xy+(y2+2xy)e5+xy2+yx2fy=2xy+x2+(2xy+x2)e5+xy2+yx2fx2=2y+(2y+(y2+2xy)2)e5+xy2+yx2

五、試求曲面4x2+3y2+z2=20在點P(1,2,2)的切平面方程式


4x2+3y2+z2=20F=(8x,6y,2z)|(1,2,2)=(8,12,4)(x1,y2,z2)(8,12,4)=02(x1)+3(y2)+(z2)=02x+3y+z=102x+3y+z=10

六、試求下列積分:Dsinx2+y2dA,此處D={(x,y)πx2+y22π}


{x=rcosθy=rsinθD={(rcosθ,rsinθ)πr2π}Dsinx2+y2dA=2ππ2π0rsinrdθdr=2π2ππrsinrdr=2π[rcosr+sinr]|2ππ=2π(2ππ)=6π2

七、今f(x,y,z)=y2x2G={(x,y,z)2x2+y2+3z2=1},試求f(x,y,z)G上的最大值與最小值。


{f(x,y,z)=y2x2g(x,y,z)=2x2+y2+3z21{fx=λgxfy=λgyfz=λgzg=0{2x=4λx2y=2λy0=6λz2x2+y2+3z2=1{λ=1/2λ=1λ=02x2+y2+3z2=1λ=12{2y=y0=3z2x2+y2+3z2=1{y=0z=0x=±12f(±12,0,0)=12λ=1{2x=4x0=6z2x2+y2+3z2=1{x=0z=0y=±1f(0,±1,0)=1λ=0{2x=02y=02x2+y2+3z2=1{x=0y=0z=±13f(0,0,±13)=0fG1,12


考選部未公布答案,解題僅供參考

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