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111 政治大學微積分(財政)第 2 題

考題 / 轉學考微積分 / 政大 / 微積分(財政)

111學年度 · 111微積分(財政) · 第 2 題

題目

Problem

2. Please find limx1+x1cosθdθ1x=\displaystyle\lim_{x\to 1^+} \frac{\displaystyle\int_x^1 \cos\theta\,\mathrm{d}\theta}{1 - x} = \underline{\hspace{3cm}}.

解答

解法一

思路

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  1. x1+x \to 1^+ 時,分子 x1cosθdθ0\displaystyle\int_x^1\cos\theta\,\mathrm{d}\theta \to 0(積分上下限重合),分母 1x01 - x \to 0,所以是 00\dfrac{0}{0} 的不定型。
  2. 直接用 L’Hôpital 法則——對分子關於 xx 求導時,要用微積分基本定理(注意積分下限是 xx,所以導數前面有個負號)。

答題過程

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分子分母均趨向 0000\dfrac{0}{0} 型),套用 L’Hôpital 法則,對分子分母分別對 xx 求導。

分子 ddxx1cosθdθ=cosx\displaystyle\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\int_x^1\cos\theta\,\mathrm{d}\theta = -\cos x(積分下限為 xx,由微積分基本定理);

分母 ddx(1x)=1\dfrac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}(1-x) = -1

limx1+x1cosθdθ1x=LHlimx1+cosx1=cos1=cos1\lim_{x\to 1^+}\frac{\displaystyle\int_x^1\cos\theta\,\mathrm{d}\theta}{1-x} \overset{L'H}{=} \lim_{x\to 1^+}\frac{-\cos x}{-1} = \cos 1 = \boxed{\cos 1}