題目
10. Polar coordinate
x=rcosθ, y=rsinθ. Cardioid
r=1−sinθ. At the point
(x,y)=(1,0) dx2d2y=?
解答
解法一
思路
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把心臟線以參數 θ 表示。先求 dxdy=x′(θ)y′(θ),再對 θ 求導並除以 x′(θ),即可得到二階導數。
答題過程
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給定
x=(1−sinθ)cosθ,y=(1−sinθ)sinθ.
點 (1,0) 對應 θ=0。對 θ 微分:
x′(θ)=y′(θ)=−cos(2θ)−sinθ,cosθ(1−2sinθ).
因此在 θ=0,x′=−1、y′=1,且
dxdy=x′y′.
再求導。由 x′′(0)=−1、y′′(0)=−2,
dθd(dxdy)θ=0=dx2d2y=(x′)2y′′x′−y′x′′θ=0=3,x′dθd(dy/dx)θ=0=−3.
故 dx2d2y=−3。