台灣聯合大學系統109學年度學士班轉學生考試
科目:微積分
類組別:A3/A4/A6
甲、填充題:共8題,每題8分,共64分
解答:F(x)=∫x0cos(t3/2)dt⇒F′(x)=cos(x3/2)⇒F″(x)=−32√xsin(x3/2)因此F″(x)=0⇒x=0,x3/2=nπ,n∈Z;依題意找最小正值的x,因此x=π2/3
解答:f(x,y)=10xye−(x2+y2)⇒{fx=(10y−20x2y)e−(x2+y2)fy=(10x−20xy2)e−(x2+y2)⇒{fxx=(−60xy+40x3y)e−(x2+y2)fxy=(10−20x2−20y2+40x2y2)e−(x2+y2)fyy=(−60xy+40xy3)e−(x2+y2)⇒g(x,y)=fxxfyy−f2xy因此{fx=0⇒10y(1−2x2)=0⇒x=±1/√2或y=0fy=0⇒10x(1−2y2)=0⇒x=0或y=±1/√2⇒局部極值的候選點{A(0,0)B(1/√2,1/√2)C(1/√2,−1/√2)D(−1/√2,1/√2)E(−1/√2,−1/√2)⇒{g(A)=10>0g(B)=g(C)=g(D)=g(E)=400/e2>0⇒{f(A)=0f(B)=f(E)=5/ef(C)=f(D)=−5/e⇒共有3種不同的局部極值
解答:{f(x,y,z)=x2+y2+z2g(x,y,z)=(x−2)2+(y−2)2+z2⇒{∇f=(2x,2y,2z)∇g=(2(x−2),2(y−2),2z)⇒{∇f|(1,1,1)=(2,2,2)∇g|(1,1,1)=(−2,−2,2)⇒(2,2,2)×(−2,−2,2)=(8,−8,0)⇒切線參數式:{x(t)=1+8ty(t)=1−8tz(t)=1,t∈R
解答:令D={(x,y)∣δ2≤x2+y2≤1}及{x=rcosθy=rsinθ⇒∬Dln√x2+y2dA=∫2π0∫1δln√r2rdrdθ=∫2π0∫1δrlnrdrdθ=2π∫1δrlnrdrdθ=2π[12r2lnr−r24]|1δ=2π(−14−12δ2lnδ+δ22)⇒∬Rln√x2+y2dA=limδ→0+(2π(−14−12δ2lnδ+δ22))=−π2
解答:若只考慮z≥0,角錐z2=x2+y2與z軸的角度為45∘,因此欲求體積的上半部=∫π/40∫2π0∫√21r2sinθdrdϕdθ=2π3(2√2−1)(1−√22)=2π3(52√2−3)⇒欲求之體積=2×2π3(52√2−3)=2π3(5√2−6)
解答:令{x=2uy=3v⇒‖xuxvyuyv‖=‖2003‖=6⇒∬Re9x2+4y2dA=∬Se36u2+36v2⋅6dudv,其中S={(u,v)∣u2+v2≤1}取{u=rcosθv=rsinθ⇒∬Se36u2+36v2⋅6dudv=∫2π0∫106re36r2drdθ=2π[112e36r2]|10=π6(e36−1)
解答:{x(t)=2cost−cos2ty(t)=2sint−sin2t⇒r2=x2+y2=5−4cost⇒面積=12∫2π05−4costdt=12[5t−4sint]|2π0=5π
乙、計算、證明題:共3題,每題12分,共36分
解答:令{x=rcosθy=rsinθ,又(cos2θ−sin2θ)2≥0⇒cos4θ+sin4θ≥2cos2θsin2θ⇒(xy)px4+y4=r2p(sinθcosθ)pr4(cos4θ+sin4θ)≤r2p(sinθcosθ)pr4(2cos2θsin2θ)=12r2p−4(sinθcosθ)p−2⇒lim(r,θ)→(0,0)={0,p>212r4−2p(sinθcosθ)2−p≠0,p≤2⇒{f is continuous for all(x,y), if p>2f is discontinuous at (0,0), if p≤2故得證解答:a.級數:∞∑n=1(−1)nan,其中an=ln(1+1n)(1)limn→∞an=ln1=0(2)an−an+1=ln(n+1n)−ln(n+2n+1)=ln(n+1)2n(n+2)=lnn2+2n+1n2+2n=ln(1+1n2+2n)>0⇒an>an+1由(1)及(2)可得∞∑n=1(−1)nln(1+1n)收斂;又limn→∞n∑k=1ln(1+1k)=limn→∞ln2⋅3⋅4⋯(n+1)1⋅2⋅3⋯n=∞⇒∞∑n=1|(−1)nln(1+1n)|=∞∑n=1ln(1+1n)發散,因此原級數條件收斂b.∞∑n=1an收斂⇒limn→∞an=0⇒limn→∞n√|(3+sin(an)5)n|=limn→∞|3+sin(an)5|≤limn→∞3+|sin(an)|5=35<1⇒∞∑n=1(3+sin(an)5)n絕對收斂,即收斂,故得證
解答:依題意:在x1p1+x2p2=L的條件下最大化U(x1,x2)因此x2=L−x1p1p2⇒∂∂x1x2=−p1p2⇒U(x1,x2)=U(x1,L−x1p1p2)⇒U′(x1)=0⇒∂∂x1U+∂∂x2U∂∂x1x2=0⇒∂∂x1U−∂∂x2Up1p2=0⇒∂U/∂x1∂U/∂x2=p1p2,故得證
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未公告答案,解題僅供參考
第3題的答案是否應為4個 (0,0)應該是鞍點 (+- 1/sqrt(2), +- 1/sqrt(2) )這四點感覺才是極值
回覆刪除你說得對,我再改改~~
刪除您好,甲部份的第八題可以請您直接用參數式積分的方式算給我看嗎(即xdy 的積分),謝謝。
回覆刪除第八題是參數t不是角度所以不能用1/2r^2吧
刪除這圖形是繞一圈,不適合用ydx去積分, 而且還要先推導出y=f(x)或x=g(x)的關係式,更加麻煩!!
回覆刪除您好,我知道用極座標的方式較快。
回覆刪除現在問題是,我有買一本書,它是用參數式直接積分,出來的答案(6倍圓周率),跟用極座標方法算出來的答案(5倍圓周率)不同。我想知道為何不同。
參數式直接積分的意思是,假設x=f(t),y=g(t),去積分f(t)*d(g(t))。他把ydx+xdy積分(這樣計算較好積,會是2倍的 xdy積分的結果,他再除以2得到最後答案)。
抱歉,剛剛不小心把負號刪了,應該是他
回覆刪除把-ydx+xdy積分。