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99 台灣大學微積分(C) 第 1 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分C

99學年度 · 99台大微積分C · 第 1 題

題目

Problem

  1. Compute the following integrals.

i) (10%)(10\%)

∫x3ex2 dx.\int x^3e^{x^2}\,dx.

ii) (10%)(10\%)

∫0∞dxx2+2x+2.\int_0^\infty \frac{dx}{x^2+2x+2}.

解答

解法一

思路

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  • (i) 令 u=x2u=x^2,把多出的 x2x^2 寫成 uu;(ii) 配方後按瑕積分取上限極限。

答題過程

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(i)

∫x3ex2 dx=12∫ueu du=12ex2(x2−1)+C.\int x^3e^{x^2}\,\mathrm{d}x =\frac12\int ue^u\,\mathrm{d}u =\boxed{\frac12e^{x^2}(x^2-1)+C}.

(ii)

∫0∞dxx2+2x+2=lim⁡b→∞[arctan⁡(x+1)]0b=π4.\int_0^\infty\frac{\mathrm{d}x}{x^2+2x+2} =\lim_{b\to\infty}\bigl[\arctan(x+1)\bigr]_0^b =\boxed{\frac\pi4}.