定积分的应用习题答案
定积分应用(平面图形面积)例题及习题解答.docx

定积分应用1、直角坐标系下平面图形面积的计算①连续】11|线y = f(x)(f(x)>O)Rx = a J x = h及兀轴所围成的平而图形而积为^f(x)dx②设平而图形山上下两条曲线)=广上⑴与)=f心)及左右两条肓线与x=b所|韦|成,则血•积元素为[f f r(x)]dx,于是平而图形的而积为:S = W-.A F(x)]dx .③连续曲线兀=久刃(0(y)» 0)及y = c, y = d及V轴所围成的平iM图形面积为A= [ 0(y)〃y④由方程X = 01 (y)与X = 02(歹)以及y = y = d所围成的平面图形面积为A=f”(y)—0(y)〕dy 翎>©)例1计算两条抛物线y = 0与兀=y2所围成的而积.解求解而积问题,一般需要先画一草图(图3),我们要求的是阴影部分的而积.需y = x2x = y2要先找出交点处标以便确定积分限,为此解方程组:得交点(0,0)和(1,1).选取兀为积分变量,则积分区间为[0,1],根据公式(1),所求的面积为3 lo 3—•般地,求解而积问题的步骤为:(1)作草图,求曲线的交点,确定积分变最和积分限.(2)写出积分公式.(3)计算定积分.例2计算抛物线r=2v与直线)=x-4所围成的图形的面积.解(1)画图.(2)确定在y轴上的投影区间:L-2,4J.(3)确定左右曲线:0左(刃=如2, 0右(y) = y+4.⑷计算积分s =匸。
+4-号y2)dy 二母y2+4)一”,3]役=]8.例3求在区间[丄,2 ]上连续|11|线y=ln x , x轴及二直线x =-,与x二2所围成平面区2 2域(如图2)的面积o解:已知在[$2]上,in淀°;在区间[1 , 2 ]上,In x $0,则此区域的面积为:Ji |ln x^/x =21二-(x \n x - x) i + T4ln2-1•29例4 求抛物线y =x与x-2y-3=0所围成的平面图形(图3)的面积A。
高等数学第05章 定积分及其应用习题详解

0
x 1 sin tdt 0dt 1 , 2
b a
f ( x)dx 在 几 何 上 表 示 由 曲 线 y f ( x) , 直 线
x a, x b 及 x 轴所围成平面图形的面积. 若 x a, b时,f ( x) 0, 则 b f ( x)dx 在几何 a
上表示由曲线 y f ( x) ,直线 x a, x b 及 x 轴所围平面图形面积的负值. (1)由下图(1)所示, 1 xdx ( A1 ) A1 0 .
n
2
i
i 1
n
2
1 1 1 1 1 n(n 1)(2n 1) = (1 )(2 ) 3 n 6 6 n n 1 1 2 当 0时 (即 n 时 ) ,由定积分的定义得: x d x = . 0 3
= 5. 利用定积分的估值公式,估计定积分
4 3
1 1
(4 x 4 2 x 3 5) dx 的值.
上任取一点 i 作乘积 f ( i ) xi 的和式:
n
f ( i ) xi c ( xi xi1 ) c(b a) ,
i 1 i 1
n
n
记 max{xi } , 则
1i n
b a
cdx lim f ( i ) xi lim c(b a) c(b a) .
x
0
(t 1)dt ,求 y 的极小值
解: 当 y x 1 0 ,得驻点 x 1 , y '' 1 0. x 1 为极小值点, 极小值 y (1)
( x 1)dx - 2
数学分析课本(华师大三版)-习题及答案第十章

数学分析课本(华师大三版)-习题及答案第十章第十章 定积分的应用一、 填空题 1. 求曲线8,2222=+=y x x y 所围成图形面积A (上半平面部分),则A =2. 曲线xxe y e y -==,及1=x 所围面积A =3. 曲线θθcos 1,cos 3+==r r 所围面积A = 4. 曲线)0(>=λλθae r 从0=θ到αθ=一段弧长S =5. 曲线⎩⎨⎧-=+=)cos (sin )sin (cos t t t a y t t t a x 从0=t 到π=t 一段弧长S =6. 均匀摆线)0(cos 1sin π≤≤⎩⎨⎧-=-=t t y tt x ,弧长4=S ,则其重心坐标是 7. 曲线0,0),0(==≤=y x x ey x所围图形绕Ox 轴旋转所得旋转体的体积为 ;而绕Oy 轴旋转所得旋转体的体积为 8. 抛物线)(a x x y -=与直线x y =所围图形的面积为9. 在抛物线24x y =上有一点P ,已知该点的法线与抛物线所围成的弓形面积为最小,则P 点的坐标是 10.设有一内壁形状为抛物面22y xz +=的容器,原来盛有)(83cm π的水,后来又入注)(643cm π的水,设此时水面比原来提高了hcm ,则h =11.由曲线,2,1=+=x x x y 及2=y 所围图形的面积S = 曲线xx xy 223++-=与x 轴所围成的图形的面积A =二、选择填空题1. 曲线)0(ln ,ln b a a y x y <<==与y 轴所围成图形的面积为A ,则A =( ) (A )⎰baxdxln ln ln (B )⎰bae ex dxe (C)⎰b ay dye ln ln(D )⎰b a e e xdxln2.曲线x y x y ==,1,2=x 所围成的图形面积为A ,则A =( ) (A )dx x x)1(21-⎰(B )dx x x )1(21-⎰ (C )⎰⎰-+-2121)2()12(dyy dy y(D )⎰⎰-+-2121)2()12(dxx dx x3.曲线xe y =下方与该曲线过原点的切线左方及y 轴右方所围成的图形面积A =( )(A )dxex ex)(10-⎰(B )dy y y y e )ln (ln 1-⎰(C )dxxe e ex x )(1⎰-(D )dy y y y )ln (ln 10-⎰4.曲线)0(cos 2>=a a r θ所围图形面积A =( ) (A)()θθπd a 220cos 221⎰(B )θθππd a ⎰-2cos 221(C)()θθπd a 220cos 221⎰(D )()θθπd a 220cos 2212⎰5.曲线πθπθθ=-==,,ae r 所围图形面积A =( )(A)⎰πθθ02221d e a(B )⎰πθθ20222d e a (C)⎰-ππθθd e a 22(D )⎰-ππθθd e a 2226.曲线θθ2cos ,sin 22==r r 所围图形面积A =( )(A )()()⎰⎰+-222121212cos 2sin 2θθθθd d(B )()()⎰⎰+46262cos sin 2πππθθθθd d (C )()()⎰⎰+462602cos 21sin 221πππθθθθd d(D )()()⎰⎰+462602cos sin 22πππθθθθd d7.曲线()21ln x y -=上210≤≤x 一段弧长S =( ) (A)dx x ⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛-+2102111(B )⎰-+212211dx x x(C )dx x x ⎰⎪⎭⎫ ⎝⎛--+2102121 (D )dxx ⎰-+21022])1[ln(18.摆线)0()cos 1()sin (>⎩⎨⎧-=-=a t a y t t a x 一拱与x 轴所围图形绕x 轴旋转,所得旋转体的体积=V ( ) (A )()⎰-ππ2022cos 1dt t a(B )())]sin ([cos 12202t t a d t a a--⎰ππ(C )()⎰--ππ2022)]sin ([cos 1t t a d t a(D )()⎰-adt t a ππ2022cos 19.星形线⎪⎩⎪⎨⎧==ta y t a x 33sin cos 的全长S =( )(A )⎰-⋅202)sin (cos 3sec 4πdtt t a t(B )⎰-⋅022)sin (cos3sec 4πdtt t a t (C )⎰-⋅π02)sin (cos 3sec 2dtt t a t (D )⎰-⋅02)sin (cos 3sec 2πdtt t a t10.心形线)cos 1(4θ+=r 与直线2,0πθθ==围成图形绕极轴旋转的旋转体体积 =V ( ) (A )⎰+202)cos 1(16πθθπd(B )⎰+2022sin )cos 1(16πθθθπd(C )⎰++2022]cos )cos 1(4[sin )cos 1(16πθθθθπd(D )⎰++0222]cos )cos 1(4[sin )cos 1(16πθθθθπd11.两个半径为a 的直交圆柱体所围的体积为V=( )(A )⎰-adxx a 022)(4 (B )⎰-adx x a 022)(8(C )⎰-a dxx a 022)(16 (D )⎰-adx x a 022)(212.矩形闸门宽a 米,高h 米,垂直放在水中,上沿与水面齐,则闸门压力p =( ) (A )⎰h ahdh 0(B )⎰a ahdh 0(C )⎰hahdh 021(D )⎰h ahdh 0213.横截面为S ,深为h 的水池装满水,把水全部抽到高为H 的水塔上,所作功=W ( )(A )⎰-+h dy y h H S 0)( (B )⎰-+H dy y h H S 0)((C )⎰-h dy y H S 0)( (D )⎰+-+H h dy y h H S 0)(14.半径为a 的半球形容器,每秒灌水b ,水深)0(a h h <<,则水面上升速度是( )(A )⎰hdy y dh d2π (B )⎰--h dy a y a dhd 022])([π(C )⎰h dy y dh d b2π (D )⎰-h dy y ay dhd b02)2(15.设)(),(x g x f 在区间[]b a ,上连续,且m x g x f <<)()((m为常数),则曲线b x a x x f y x g y ====,),(),(所围平面图形绕直线m y =旋转而成的旋转体体积为( )(A )⎰-+-b adx x g x f x g x f m )]()()][()(2[π(B )⎰---b adx x g x f x g x f m )]()()][()(2[π(C )⎰-+-b adx x g x f x g x f m )]()()][()([π(D )⎰---b adx x g x f x g x f m )]()()][()([π三、计算题1.求抛物线2x y =与2x 2y -=所围图形的面积。
高等数学定积分应用习题答案

第六章定积分的应用习题6-2(A) 1.求以下函数与x轴所围部分的面积:(1)y x26x8,[0,3](2)y2x x2,[0,3]2.求以下各图中暗影部分的面积:1.图6-13.求由以下各曲线围成的图形的面积:(1) y e x,y e x与 x1;(2)y lnx与x0,y lna,y lnb(ba0);(3)y2x x2与y x,y0;(4)y22x,y2(x1);(5)y24(1x)与y2x,y0;(6)y x2与y x,y2x;(7)y2sinx,y sin2x(0x);(8)y x2,x2y2(两部分都要计算);2814.求由曲线y ln x与直线y0,x e1,x e所围成的图形的面积。
5.求抛物线y x24x3及其在点(0,3)和(3,0)处的切线所围成的图形的面积。
6.求抛物线y22px及其在点(p,p)处的法线所围成的图形的面积。
27.求曲线x y a与两坐标轴所围成的图形的面积。
x2y21所围图形的面积。
8.求椭圆2b2a9.求由摆线x a(t sint),ya(1cost)的一拱(0t2)与横轴所围图形的面积。
10.求位于曲线y e x下方与由该曲线过原点的切线的左方及x轴之间的图形的面积。
11.求由以下各方程表示的曲线围成的图形的面积:(1)2asin(a0);(2)2a(2cos)(a0);(3)22cos2(双纽线);12.把抛物线y24ax及直线x x(x00)所围成的图形绕x轴旋转,计算所得旋转抛物体的体积。
13.由y x3,x2,y0所围成的图形,分别绕x轴及y轴旋转,计算所得两个旋转体的体积。
14.求以下已知曲线所围成的图形,按指定的轴旋转所产生的旋转体的体积:(1)y achx0,x a,y0,绕x轴;与xa(2)y sinx与y2x,绕x轴;(3)y sin x与y cosx(0x),绕x轴;2(4)y lnx,与x2,y0绕y轴;(5)y2x x2与y x,y0绕y轴;(6)(x5)2y216,绕y轴;15.求由抛物线y24(1x)及其在(0,2)处的切线和x轴所围的图形绕x轴旋转产生的旋转体的体积。
习题课_定积分的应用(解答)

中的 x0 唯一。
证明: (1)构造函数 g( x ) x f (t )dt ,对 g ( x ) 用罗尔定理即 可得证 。
x 1
(2) 考虑 g '( x) 的单调性来证明。
11
dx dx dx 2 2 2 2 0 1 2cos x 1 2cos x 2 1 2cos x
令 tan x t dx d tan x dt 2 2 而 ; 0 1 2cos 2 x 0 3 tan 2 x 0 3 t2 2 3
S S1 S2 (2 x x )dx ( x 2 2 x )dx 2
y x2 2 x
V y [(1 1 y )2 12 ]dy
1
0
[33 (1 1 y )2 ]dy 9
0
3 2 2 1 1
3
S2
1
o
3 2
d tan x 令 tan x t 0 dx dt 2 1 2cos2 x 2 3 tan2 x 3 t 2 2 3 ;
故原式
3
15
定积分的物理应用:
常 数 ,长度为 L 的细杆, 1.如图,x 轴上有一线密度为
有一质量为 m 的质点到杆右端的距离为 a ,已知引力 系数为 k,则质点和细杆之间引力的大小为( A ) (A) L
3
5. 设曲线 y f ( x ) 在 x 轴的上方,并过点 (1,1) ,该曲线与直线
x 1 , y 0 及动直线 x b(b 1) 所围图形绕 y 轴旋转所得的旋
定积分的应用习题答案

1填空题[解答]犁(对=2-亍,令”5=0,可得注二;当0-时,严工;0<:0,〕单调递减.4所以 F (町的单调递减区间是 (Q-)或(4才].⑵曲线丿★—与其在r 处的切线所围成的部分被.轴分成两部分,这两部分面积之比是日n 2 2 尸3 272 2两直线的交点可求得=—,即求解27护- 9穿+ 2 = 0方法一:已知其一根为勺二齐设方程为 (T -J 十 = 0通过比较可得 盘二27,占=2 C = —6,可解得另外一根为 E =-彳方法二:分解方程有27卞弓—了誥―6斗+ 2= 0弘+2(3JT-1)=0(我-1)〔弘2 -3H -2) = 0 即(软-ly (致+ 2) = 0所以= (;[(*- ©+(红+厶]必=P^(Z^-iT+—)^X= — ]43274 3 27 27A 弘―亠◎诗吩農则虽仝 & 1⑶设/(工)在[一兀兀]上连续,当门=_时,片何訂[于⑺―毗C ■旳讦必取最 小值.[解答]L/S) -口 COSM 阳;r=[[f^(X)- 2(^(X)COE + cP CCS^ ^jr](2/z J-J=I2&J /(jc) cosKxdx + J coE^ MZtiz令F3=Q ,则[解答]直线方程为⑴函数片何=(工> 0)的单调减少区间__2『/(JT)匚0$/3兀C/Y二2口J COS,戶jcdxJ /(TT)cos松兀国兀=2(3] UOE'MJT心=12(1 + cos 2?ix)dyi = aTT1所以a =—了〔X J COSMK M X⑷+ b三a°绕疋=-i (& >说>O旋转所成旋转体体积—[解答]令:= a = asin 0,则当A >0时,卩I =TTp (z + 占)2 如=/r[[ (/ cof 妒+ 2i3buo汐+护加cos 饵© = jr(£/ + f 口°血十2脑)I 3 2当X €0时,空 4 X=可,(说'gJ G CM 沖竝畢-汀(-—+—/力-2^护)所以2卩平-比=4J血珅+2肿)JT⑸ 求心脏线p = 4(l + cos^和直线3 = 0及日=-围成的图形绕极轴旋转所成旋转体£-a体积[解答]将极坐标化为直角坐标形式为X =4(1+ cos, y= 4(1 + cc>s^)sin & 则血=即抵=64/7(1 + cos 軒 gmS •[-血0 cog 却一(1 + cos sin 吕弹0 =&47r(l + cos + 2 cos siti^ 田吕所以卩-斜可;(1 + cg&)气I + 2 &)(1 - GG/&)詞(g30) (x= 3S&)二64可;(1 + T)\l + 2x)(1- P沖=64 巴fci +讦(1 + 2町(1—町必 (f = l + x)=也兀Q 广一站-2?); =1607r 2.计算题⑴ 在直线 卞一y+l=O 与抛物线 》二疋2-4工+ 5的交点上引抛物线的法线, 求由两法线 及连接两交点的弦所围成的三角形的面积 [解答]由题意可计算两法线的方程为尸一2二一(工一1),即卩恵一2卩+3=0匚/-5 = --(jc-4),l 卩 x + 4y-24=09壮,则 … 卢K + 3. ,.24-Fs+l -丁如[(〒 1 f 4 1 rS.= -[b —1)必 +aJjlS-3;C 血_ 15-- 斗丿=一;^'+4工一 1所围成的面积最小.[解答]直线的斜率 k = 2x=2a ,则直线方程为即 工'+(2盘一 4)jr + l-/二0,设方程的两根为 且天[也,则片]+兀2 = 4 - 2口, 町殆=1 - 从而X] — 尤]=+ 尤2尸 一4天1兀2 = 2J2屮-Aa-^3工;-看二(兀-工1)(乂2 +兀J = 4(2 -小4加-4盘+3£ 二['(一兀‘十4兀 一 1一 2心十二 f一 1 一 J?十(4 一=—』2(^ ' — 4C 3(十 了 • (2,_ 斗£2 + 3)42二-(时-4卫 +3)1两直线的交点为 ⑵ 过抛物线 护=兀2上的一点 血&2]作切线,问 曲为何值时所作的切线与抛物线y-以二2口 (x-a ),与抛物线相交,E(呛-4)=0卩=2开|:开(7? - 2点一 血十衍L 巩F 一 F 十2力必又 2^2—41 + 3> 0,所以 A =⑶求通过点〔口)的直线F = #(工)中使得畑环 为最小的直线方程. [解答]设y-1 =七(盂-1),贝y 卩=/(盂)=£i + l-七=七盂+£则 rnW 訂:[/—了W 卩必二J :[/ —严2=[[十 一 2£严 +〔P - 2巧 J + 2^加 + a 的 号? R=丁一號+亍(沪一2办)+ 4妊+ 2护斗7一軒匕严⑷求函数了⑴=];(U 必 的最大值与最小值 [解答]f ⑴=2尢(2-内昇■令n ,可得同尸0) = 2(2- 3押)茁* 一4心-齐"当x = C 时,/%0):>0,即/(畫)在z = 0取最小值,此时 /(R = 0 当"忑时,/"(血)=-牝J 丈0,即/(舟在"忑取最大值此时/(砧=((2-0尹处"十/ ⑸ 求曲线y " - 2x 与y" 所围阴影部分面积 & ,并将此面积绕歹轴旋转所构成的旋转体体积,如图所示.Q ?[解答]S = J 1(丘一 2A - ”)必十[(,一 F 十2五乂兀,宀討町-”=誇3=1 — 土)由叫円可得亠呼一心。
高数第五章广义积分、定积分应用课堂练习题及参考答案

ab.
2
y
b
O
ax
1
4
(2)
四.求下列平面图形分别绕 x 轴、y 轴旋转产生的立体的体积.
1. 由椭圆 x2 y2 1围成的平面图形 a2 b2
解:如图,该旋转体可视为由上半椭圆 y b a2 x2 及 x 轴所围成的图形,绕 x 轴旋转而成 a
的立体,故
Vx
a
dV
a
a
a
b2 a2
解: Vx
2 (x3 )2 dx
0
7
x7
|02
128 7
Vy
2
8 0
x
x3dx
2
1 ( 5
x5 )
|80
64 5
(或者 Vy
8 (22 3
0
y2
)dy
(4 y
3 5
5
y3
)
|80
64 5
(3)
4. 曲线 y x3 与直线 x 0, y 1所围成的图形
解: Vy
1
(3
0
y )2 dy
;当
p 1时,发散
3.
11 1 x2
dx 1 x
1 1
2
( “对”,“错” )
11 1 x2 dx
解:错,无界函数的积分,瑕积分,瑕点为 0,
1
1 dx
01 dx
11 dx
1 x2
1 x2
0 x2
0
1
1 0 dx
lim (1 1) ,(或者
1 x2
x 1
x x 0
2
3
3
x2
x3 3
1
0
(完整版)定积分应用题附答案

《定积分的应用》复习题一.填空:1.曲线ln ,ln ,ln (0)y x y a y b a b y ===<<及轴所围成的平面图形的面积为A =ln ln by ae dy ⎰=b-a______2.2y x y ==曲线和 ____13____二.计算题:1.求由抛物线 y 2 = 2x 与直线 2x + y – 2 = 0 所围成的图形的面积。
解:(1)确定积分变量为y ,解方程组2222y x y x ⎧=⎨=-+⎩ 得12121/22,12x x y y ==⎧⎧⎨⎨==-⎩⎩ 即抛物线与直线的交点为(21,1)和( 2 , - 2 ).故所求图形在直线y = 1和y = - 2 之间,即积分区间为[-2,1 ]。
(2)在区间[-2,1]上,任取一小区间为[ y , y + dy ],对应的窄条面积近似于高为[(1-21y )-21y 2 ],底为dy 的矩形面积,从而得到面积元素 dA = [(1-21y)- 21y 2 ]dy (3)所求图形面积 A =⎰-12[(1- 21y )-21y 2 ]dy = [y - 41y 2 – 61y 3]12-= 942.求抛物线 y = - x 2 + 4x - 3 及其在点(0,- 3)和(3,0)处的切线所围成的图形的面积。
解:由y = - x 2 + 4x – 3 得 '24,'(0)4,'(3)2y x y y =-+==-。
抛物线在点(0,- 3)处的切线方程为 y = 4x – 3 ;在点(3,0)处的切线方程为 y = - 2x + 6 ; 两切线的交点坐标为 ( 32,3 )。
故 面积A =332223029[(43)(43)][(26)(43)]4x x x dx x x x dx --+-+-+-+-=⎰⎰3.求由摆线 x = a (t – sint) , y = a( 1- cost) 的一拱(02t π≤≤)与横轴所围成的图形的面积。
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且
,则
欢迎下载
3
又 ⑶ 求通过点 [ 解答 ] 设
则
,所以
的直线
中使得
,则
—
为最小的直线方程 .
由 又 ⑷ 求函数 [ 解答 ]
可得 则当
即
可得
时
ห้องสมุดไป่ตู้为最小,此时
方程为
的最大值与最小值 .
令
,可得
当
时,
,即
在
取最小值,此时
当
时,
,即
在
取最大值
此时
.
⑸ 求曲线
与
的旋转体体积,如图所示 .
[ 解答 ]
所围阴影部分面积
若下沉 ,此时受到的静压力为
要使
,解得
.
欢迎下载
6
这一小块所受的静压力为
所以整块薄板所受的静压力为 若下沉 ,此时受到的静压力为
欢迎下载
5
—
要使
,解得
.
② 若将薄板倒置使弦恰好在水平面在上,试求薄板所受的静压力,将薄板下沉多深,压力 加倍?
[ 解答 ] 建立如图坐标系, 则抛物线方程为
,则在水下 到
这一小块所受
的静压力为
所以整块薄板所受的静压力为
1.填空题 ⑴ 函数
的单调减少区间 __
[ 解答 ]
,令
,可得
当
时,
,
单调递减 .
所以
的单调递减区间是
或
.
⑵ 曲线 分面积之比是 __ [ 解答 ] 直线方程为
与其在
处的切线所围成的部分被
轴分成两部分,这两部
,即
,
两直线的交点可求得
,即求解
方法一:已知其一根为 通过比较可得
,设方程为 ,可解得另外一根为
与抛物线
及连接两交点的弦所围成的三角形的面积 . [ 解答 ] 由题意可计算两法线的方程为
,即
两直线的交点为
,即 ,则
的交点上引抛物线的法线, 求由两法线
⑵ 过抛物线
上的一点
作切线,问
所围成的面积最小 .
[ 解答 ] 直线的斜率
,则直线方程为
即
,设方程的两根为
,
从而
为何值时所作的切线与抛物线
,与抛物线相交,
,并将此面积绕
轴旋转所构成
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⑹ 已知圆 体积和表面积 . [ 解答 ] 令
,其中 ,如图所示,则
,求此圆绕 轴旋转所构成的旋转体
⑺ 设有一薄板其边缘为一抛物线,如图所示,铅直沉入水中, ① 若顶点恰好在水平面上,试求薄板所受的静压力,将薄板下沉多深,压力加倍?
[ 解答 ] 抛物线方程为
,则在水下 到
方法二:分解方程有
即 所以
则
⑶设
在
小值 .
[ 解答 ]
上连续,当
_时,
取最
—
令
,则
即
所以
⑷
绕
[ 解答 ] 令
当
时,
旋转所成旋转体体积 __ ,则
当
时,
所以
⑸ 求心脏线
和直线
及
围成的图形绕极轴旋转所成旋转体
体积 __
[ 解答 ] 将极坐标化为直角坐标形式为
,
则
所以
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2.计算题 ⑴ 在直线