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求曲线r=2a(2+cosθ )围成的平面图形的面积

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/27 20:58:03
求曲线r=2a(2+cosθ )围成的平面图形的面积
这种积分题还是比较麻烦的,真想用matlab给你做.这是个“鸡蛋图”
只求y大于0部分的面积,记为s1
极坐标化为参数方程:x=2a(2+cost)cost,y=2a(2+cost)sint
s1=int(π/2,0)(2a(2+cost)sint)d(2a(2+cost)cost)
=(-8a^2)int(π/2,0)((2sint+sintcost)(sint+sintcost))dt
记积分号里面的为k1=(2sint+sintcost)(sint+sintcost)=2sint^2+3sint^2cost+sint^2cost^2
记s11=int(π/2,0)(2sint^2)dt=(t-sin2t/2)|(π/2,0)=-π/2
s12=int(π/2,0)(3sint^2cost)dt=sint^3|(π/2,0)=-1
s13=int(π/2,0)(sint^2cost^2)dt=(1/4)int(π/2,0)(1-cos2t^2)dt=(1/8)int(π/2,0)(1-cos4t)dt
=(1/8)(t-sin4t/4)|(π/2,0)=-π/16
所以s1=(-8a^2)*(-π/2-1-π/16)=(9π+16)a^2/2
所求面积为s1的2倍,即s=2s1=(9π+16)a^2
再问: 答案为18πa^2,但是非常感谢
再答: 呵呵,不好意思,确实是错了,积分区间写错了 实际上只计算了第一象限图像和第四象限围成的面积 是前面做一个面积题目,积分区间是[π/2,0],所以写习惯了 实在是不好意思。但计算都没错,只要把积分区间改一下就行了 分别把3个积分的下线由π/2改为π就可以了: 记s11=t-sin2t/2)|(π/2,0)-------------=t-sin2t/2)|(π,0)=-π s12=sint^3|(π/2,0)------------=sint^3|(π,0)=0 s13=int(π/2,0)(sint^2cost^2)dt=(1/4)int(π/2,0)(1-cos2t^2)dt=(1/8)int(π/2,0)(1-cos4t)dt =(1/8)(t-sin4t/4)|(π/2,0)=-π/16----------------=(1/8)(t-sin4t/4)|(π,0)=-π/8 所以s1=(-8a^2)*(-π-π/8)=(9π)a^2 所求面积为s1的2倍,即s=2s1=18πa^2