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107 台聯大微積分(A2) 第 1 題

考題 / 轉學考微積分 / 台聯大 / 微積分A2

107學年度 · 107微積分A2 · 第 1 題

題目

Problem

甲、填充題:共 8 題,每題 8 分,共 64 分。請在答案卷上列出題號依序作答。

  1. Determine the limits of integration where a≤ba\le b such that ∫ab(x2−16) dx\displaystyle\int_a^b (x^2-16)\,dx has minimal value. Answer : \underline{\quad(1)\quad}

解答

思路

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  • 固定 aa 時,將上限 bb 向右推到 44 之前,負的被積函數會令積分減少;固定 bb 時,將下限 aa 向左推到 −4-4 之後也會令積分減少。

答題過程

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令 F(x)=x33−16xF(x)=\frac{x^3}{3}-16x,則 F′(x)=x2−16F'(x)=x^2-16。因此

∫ab(x2−16) dx=F(b)−F(a).\int_a^b(x^2-16)\,\mathrm{d}x=F(b)-F(a).

在 (−4,4)(-4,4) 中,F′(x)<0F'(x)<0,故要使 F(b)F(b) 最小,取 b=4b=4;要使 −F(a)-F(a) 最小,取 a=−4a=-4。所以

a=−4,b=4.\boxed{a=-4,\quad b=4}.