Com escriviu la integral definitiva per trobar la zona més petita tallada del cercle x ^ 2 + y ^ 2 = 25 per la línia x = 3?

Com escriviu la integral definitiva per trobar la zona més petita tallada del cercle x ^ 2 + y ^ 2 = 25 per la línia x = 3?
Anonim

Resposta:

La integral definitiva és # 2int_3 ^ 5sqrt (25 - x ^ 2) dx #.

Explicació:

Sempre hi ha diverses maneres d’abordar els problemes d’integració, però així s’ha solucionat aquesta:

Sabem que l’equació del nostre cercle és:

# x ^ 2 + y ^ 2 = 25 #

Això significa que per a qualsevol # x # valor que podem determinar els dos # y # valors per sobre i per sota d'aquest punt de l’eix x utilitzant:

# y ^ 2 = 25 - x ^ 2 #

#y = sqrt (25-x ^ 2) #

Si imaginem que una línia dibuixada des de la part superior del cercle fins a la part inferior amb constant # x # valor en qualsevol punt, tindrà una longitud del doble de # y # valor donat per l’equació anterior.

# r = 2sqrt (25 - x ^ 2) #

Ja que ens interessa la zona entre la línia #x = 3 # i el final del cercle a #x = 5 #, aquests seran els nostres límits integrals. A partir d'aquest moment, escriure la integral definitiva és simple:

#A = int_3 ^ 5rdx = 2int_3 ^ 5sqrt (25 - x ^ 2) dx #

Resposta:

Com a alternativa, en polar

# = 25int_ {0} ^ {arcsin (4/5)} d psi - 12 #

Explicació:

ho pots fer també en polar

el cercle en polar és r = 5 i usant la formulació més simple de l'àrea #A = 1/2 int r ^ 2 (psi) d psi # es converteix, utilitzant la simetria al voltant de l’eix x

#A = 2 vegades (1/2 int_ {0} ^ {arcsin (4/5)} 5 ^ 2 d psi - color {vermell} {1/2 * 3 * 4}) #

on el bit vermell és tal com es mostra ombrejat en vermell al dibuix

# = 25int_ {0} ^ {arcsin (4/5)} d psi - 12 #

# = 25 psi _ {0} ^ {arcsin (4/5)} - 12 #

# = 25 arcsin (4/5) - 12 #