Що таке довжина дуги r = 3 / 4theta на тета в [-pi, pi]?

Що таке довжина дуги r = 3 / 4theta на тета в [-pi, pi]?
Anonim

Відповідь:

# L = 3 / 4pisqrt (pi ^ 2 + 1) + 3 / 4ln (pi + sqrt (pi ^ 2 + 1)) # одиниць.

Пояснення:

# r = 3 / 4тета #

# r ^ 2 = 9 / 16тета ^ 2 #

# r '= 3/4 #

# (r ') ^ 2 = 9/16 #

Довжина арки задається:

# L = int_-pi ^ pisqrt (9 / 16тета ^ 2 + 9/16) d theta #

Спростити:

# L = 3 / 4int_-pi ^ pisqrt (тета ^ 2 + 1) d тета #

З симетрії:

# L = 3 / 2int_0 ^ pisqrt (тета ^ 2 + 1) d тета #

Застосуйте заміну # theta = tanphi #:

# L = 3 / 2intsec ^ 3phidphi #

Це відомий інтеграл:

# L = 3/4 secphitanphi + ln | secphi + tanphi | #

Змінити заміну:

# L = 3/4 thetasqrt (тета ^ 2 + 1) + ln | тета + sqrt (тета ^ 2 + 1) | _0 ^ pi #

Вставити межі інтеграції:

# L = 3 / 4pisqrt (pi ^ 2 + 1) + 3 / 4ln (pi + sqrt (pi ^ 2 + 1)) #