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103 台灣大學微積分(B) 第 6 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 6 題

題目

Problem

(壹)填充題

  1. 積分 ∫π/4π/2cos⁡6xsin⁡4x dx=(6)‾\displaystyle\int_{\pi/4}^{\pi/2}\frac{\cos^6 x}{\sin^4 x}\,\mathrm{d}x=\underline{\quad(6)\quad}。

解答

解法一

答題過程

展開

令 t=cot⁡xt=\cot x,則積分化為

∫01t6(1+t2)2 dt=∫01(t2−2+31+t2−1(1+t2)2) dt.\int_0^1\frac{t^6}{(1+t^2)^2}\,\mathrm{d}t =\int_0^1\left(t^2-2+\frac3{1+t^2}-\frac1{(1+t^2)^2}\right)\,\mathrm{d}t.

利用 ∫01dt(1+t2)2=14+π8\displaystyle\int_0^1\frac{\mathrm{d}t}{(1+t^2)^2}=\frac14+\frac\pi8,所得值為

5π8−2312.\boxed{\frac{5\pi}{8}-\frac{23}{12}}.