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普考申論題 106年 [氣象] 微積分

第 一 題

📖 題組:
試分別求下列的積分值:(每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

∫_{0}^{π/2} e^{2x} (sin x + cos x) dx

思路引導 VIP

看到指數函數與三角函數相乘的積分,應立即聯想到「分部積分法(Integration by Parts)」。透過連續兩次分部積分操作,會產生與原積分相同的形式,進而利用移項代數求解出反導函數,最後代入上下界計算定積分。

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【解題思路】利用「分部積分法」,透過兩次展開尋找與原積分相同的循環關係式,解出不定積分後再代入上下界。 【詳解】 已知:求定積分 $\int_{0}^{\pi/2} e^{2x} (\sin x + \cos x) dx$

小題 (二)

∬_{Ω} e^{x^2} dxdy,其中 Ω 是以(0,0),(1,3)及(1,0)為頂點的三角形。

思路引導 VIP

觀察被積函數 e^{x^2},由於它無法直接用初等函數對 x 進行積分,因此必須選擇先對 y 積分、再對 x 積分的順序 (dydx)。接著,根據頂點坐標畫出積分區域 Ω,找出斜邊方程式以確定積分的上下限,最後利用變數代換法完成計算。

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【解題思路】利用 Fubini 定理設定正確的積分順序(先對 y 積分,再對 x 積分),並結合變數代換法求定積分。 【詳解】 已知:

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