Quina és la intensitat de r = 3 / 4theta a theta a [-pi, pi]?

Quina és la intensitat de r = 3 / 4theta a theta a [-pi, pi]?
Anonim

Resposta:

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

Explicació:

# r = 3 / 4theta #

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

# r '= 3/4 #

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

Arclength es dóna per:

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

Simplifica:

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

De simetria:

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

Aplicar la substitució # theta = tanphi #:

# L = 3 / 2intsec ^ 3phidphi #

Aquesta és una integral coneguda:

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

Inverteix la substitució:

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

Introduïu els límits de la integració:

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