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109 台灣大學微積分(C) 第 3 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分C

109學年度 · 109台大微積分C · 第 3 題

題目

Problem

  1. Trochoid x=2θ−sin⁡θx=2\theta-\sin\theta, y=2−cos⁡θy=2-\cos\theta. Find the tangent line of the curve at θ=π2\theta=\frac{\pi}{2}.

解答

解法一

思路

展開

參數曲線的斜率為 dy/dθdx/dθ\frac{\mathrm{d}y/\mathrm{d}\theta}{\mathrm{d}x/\mathrm{d}\theta};再求對應點座標,代入點斜式。

答題過程

展開 dxdθ=2−cos⁡θ,dydθ=sin⁡θ.\frac{\mathrm{d}x}{\mathrm{d}\theta}=2-\cos\theta, \qquad \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}\theta}=\sin\theta.

故在 θ=π2\theta=\frac\pi2,斜率為 m=12m=\frac12,而曲線上的點為

(2⋅π2−1, 2)=(π−1,2).\left(2\cdot\frac\pi2-1,\,2\right)=(\pi-1,2).

因此切線是

y−2=12[x−(π−1)].\boxed{y-2=\frac12\big[x-(\pi-1)\big]}.