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103 台灣大學微積分(B) 第 15 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 15 題

題目

Problem

(貳)計算證明題

  1. 令 RR 為三條直線 2x+3y−7=02x+3y-7=0,x−2y+4=0x-2y+4=0 及 x+5y−10=0x+5y-10=0 所圍的區域,求 ∬R(2x+3y−6)sin⁡(x−2y+4) dA\iint_R (2x+3y-6)\sin(x-2y+4)\,\mathrm{d}A。

解答

解法一

答題過程

展開

令

u=2x+3y−7,v=x−2y+4.u=2x+3y-7, \qquad v=x-2y+4.

則 ∣∂(x,y)/∂(u,v)∣=1/7\left|\partial(x,y)/\partial(u,v)\right|=1/7,第三條邊界化為 u−v+1=0u-v+1=0。故新區域可寫成

−1≤u≤0,0≤v≤u+1.-1\le u\le0, \qquad 0\le v\le u+1.

因此

∬R(2x+3y−6)sin⁡(x−2y+4) dA= 17∫−10∫0u+1(u+1)sin⁡v dv du= 17∫01t(1−cos⁡t) dt= 32−sin⁡1−cos⁡17.</details>\begin{align*} \iint_R(2x+3y-6)\sin(x-2y+4)\,\mathrm{d}A =&\,\frac17\int_{-1}^0\int_0^{u+1}(u+1)\sin v\,\mathrm{d}v\,\mathrm{d}u\\[4mm] =&\,\frac17\int_0^1t(1-\cos t)\,\mathrm{d}t\\[4mm] =&\,\boxed{\frac{\frac32-\sin1-\cos1}{7}}. \end{align*} </details>