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2023年7月13日 星期四

112年普考-微積分詳解

 112年公務人員普通考試試題

類 科:天文、氣象
科 目:微積分


解答f(x)=2x33x212x+2f(x)=6x26x12f(x)=12x6f(x)=06(x2)(x+1)=0x=2,1{f(2)=18>0f(1)=18<0{f(2)=18f(1)=9{f(3)=43f(3)=7{=9=43



解答()lim


解答\mathbf{(一)}\; f(x,y)=xe^{xy} \Rightarrow \cases{f_x=e^{xy}+xye^{xy}\\ f_y=x^2e^{xy}} \Rightarrow \cases{f_{xx}=2ye^{xy}+ xy^2e^{xy}\\ f_{xy}= 2xe^{xy}+ x^2ye^{xy}\\ f_{yy}=x^3e^{xy}} \\ 一階偏導數:\bbox[red, 2pt] {\cases{f_x=e^{xy}+xye^{xy}\\ f_y=x^2e^{xy}}},二階偏導數:\bbox[red, 2pt]{\cases{f_{xx}=2ye^{xy}+ xy^2e^{xy}\\ f_{xy}= 2xe^{xy}+ x^2ye^{xy}\\ f_{yy}=x^3e^{xy}}} \\ \mathbf{(二)}\; f(x,y)=x^2-y^2+xy-x+y \Rightarrow \nabla f =(f_x,f_y)= (2x+y-1, -2y+x+1) \\\Rightarrow \nabla f(1,2)=(3, -2) \Rightarrow 方向導數D_{\vec u}f(1,2) =\nabla f(1,2) \cdot {\vec u\over |\vec u|}=(3,-2)\cdot ({3\over 5},{4\over 5})=\bbox[red, 2pt]{1\over 5}

解答\mathbf{(一)}\;令\cases{u=x \\ dv=e^{2x}\, dx} \Rightarrow \cases{du=dx \\ v={1\over 2}e^{2x}} \Rightarrow \int xe^{2x}\,dx ={1\over 2}xe^{2x}-{1\over 2}\int e^{2x}\,dx = {1\over 2}xe^{2x}-{1\over 4}e^{2x}+C\\ \Rightarrow \int_0^2 xe^{2x}\,dx =\left. \left[ {1\over 2}xe^{2x}-{1\over 4}e^{2x} \right] \right|_0^2 =\bbox[red, 2pt]{{1\over 4}(3e^4+1)} \\ \mathbf{(二)}\cases{x=r \cos \theta\\ y=r\sin \theta} \Rightarrow \int_0^1 \int_0^{1-x^2} \sqrt{x^2+y^2}\,dydx =\int_0^{\pi/2} \int_0^1 r^2\,drd\theta = \int_0^{\pi/2} {1\over 3}d\theta =\bbox[red, 2pt]{\pi\over 6}


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