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106 學年度台綜大微積分 C 第 3 題

考題 / 轉學考微積分 / 台綜大 / 微積分C

106學年度 · 106台綜大微積分C · 第 3 題

題目

Problem

3 (10%). Find the arc length of the polar curve:

r=7θ,0≤θ≤2π.r=7^{\theta},\quad 0\le \theta\le 2\pi.

解答

解法一

極座標弧長公式為

L=∫02πr2+(drdθ)2 dθ.L=\int_0^{2\pi}\sqrt{r^2+\left(\frac{\mathrm{d}r}{\mathrm{d}\theta}\right)^2}\,\mathrm{d}\theta.

因為 r=7θr=7^\theta、r′=(ln⁡7)7θr'=(\ln7)7^\theta,故

L=1+(ln⁡7)2∫02π7θ dθ=1+(ln⁡7)2ln⁡7(72π−1).L=\sqrt{1+(\ln7)^2}\int_0^{2\pi}7^\theta\,\mathrm{d}\theta =\boxed{\frac{\sqrt{1+(\ln7)^2}}{\ln7}\left(7^{2\pi}-1\right)}.