¿Cuál es la longitud del arco de r = 3 / 4theta en theta en [-pi, pi]?

¿Cuál es la longitud del arco de r = 3 / 4theta en theta en [-pi, pi]?
Anonim

Responder:

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

Explicación:

# r = 3 / 4theta #

# r ^ 2 = 9 / 16theta ^ 2 #

# r '= 3/4 #

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

Arclength está dada por:

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

Simplificar:

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

De la simetría:

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

Aplicar la sustitución. # theta = tanphi #:

# L = 3 / 2intsec ^ 3phidphi #

Esta es una integral conocida:

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

Revertir la sustitución:

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

Insertar los límites de integración:

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