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104 台灣大學微積分(B) 第 1 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

104學年度 · 104台大微積分B · 第 1 題

題目

Problem

一、填充題

  1. 求整數 kk 使得極限
L=lim⁡θ→0sin⁡2(θk/3)(1−sec⁡θ)3L=\lim_{\theta\to 0}\frac{\sin^2(\theta^k/3)}{(1-\sec\theta)^3}

存在且非零,則 (k,L)=(1)‾(k,L)=\underline{\quad(1)\quad}。(8 分)

解答

解法一

思路

  • 比較分子、分母在 θ=0\theta=0 的首項次數;要使商收斂到非零常數,兩邊次數必須相同。

答題過程

展開 sin⁡2(θk3)∼θ2k9,(1−sec⁡θ)3∼(−θ22)3=−θ68.\sin^2\left(\frac{\theta^k}{3}\right)\sim\frac{\theta^{2k}}9, \qquad (1-\sec\theta)^3\sim\left(-\frac{\theta^2}{2}\right)^3=-\frac{\theta^6}{8}.

故 2k=62k=6,即 k=3k=3,並且

L=1/9−1/8=−89.L=\frac{1/9}{-1/8}=-\frac89.

所以 (k,L)=(3,−89)\boxed{(k,L)=\left(3,-\frac89\right)}。