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103 台灣大學微積分(B) 第 10 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

103學年度 · 103台大微積分B · 第 10 題

題目

Problem

(壹)填充題

  1. 參數曲線 r=e−θr=e^{-\theta},θ≥0\theta\ge 0,的形心為 (x‾,y‾)=((10a)‾,(10b)‾)(\overline{x},\overline{y})=(\underline{\quad(10a)\quad},\underline{\quad(10b)\quad})。

解答

解法一

答題過程

展開

曲線以極座標參數化,且

ds=r2+(drdθ)2 dθ=2e−θ dθ.\mathrm{d}s=\sqrt{r^2+\left(\frac{\mathrm{d}r}{\mathrm{d}\theta}\right)^2}\,\mathrm{d}\theta =\sqrt2e^{-\theta}\,\mathrm{d}\theta.

其總長 L=2L=\sqrt2。因此

xˉ=∫0∞e−2θcos⁡θ dθ=25,yˉ=∫0∞e−2θsin⁡θ dθ=15.\bar x=\int_0^\infty e^{-2\theta}\cos\theta\,\mathrm{d}\theta=\frac25, \qquad \bar y=\int_0^\infty e^{-2\theta}\sin\theta\,\mathrm{d}\theta=\frac15.

故形心為 (25,15)\boxed{(\frac25,\frac15)}。