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计算对弧长的曲线积分∫y^2ds,其中C为摆线x=a(1-sint),y=a(1-cost)(0≤t≤2π),答案(25

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/05 23:53:31
计算对弧长的曲线积分∫y^2ds,其中C为摆线x=a(1-sint),y=a(1-cost)(0≤t≤2π),答案(256/15)a^3,
计算对弧长的曲线积分∫y²ds,其中C为摆线x=a(1-sint),y=a(1-cost)(0≤t≤2π).
C:x=a(1-sint),y=a(1-cost);dx/dt=-acost,dy/dt=asint,
[C]∫y²ds=[C]a²∫(1-cost)²√(a²cos²t+a²sin²t)dt=[C]a³∫(1-cost)²dt=[C]a³∫(1-2cost+cos²t)dt
=a³[t+2sint+(1/2)t+(1/4)sin2t]︱[0,2π]=a³[(3/2)t+2sint+(1/4)sin2t]︱[0,2π]=3πa³
再问: 不好意思老师,写错了,x=a(t-sint)!!!,
再答: 计算对弧长的曲线积分∫y²ds,其中C为摆线x=a(t-sint),y=a(1-cost)(0≤t≤2π)。 C:x=a(t-sint),y=a(1-cost);dx/dt=a(1-cost),dy/dt=asint, [C]∫y²ds=[C]a²∫(1-cost)²√[a²(1-cost)²+a²sin²t]dt=[C]a³∫(1-cost)²√(2-2cost)dt =[C](√2)a³∫(1-cost)^(5/2)dt=[C](√2)a³∫[2sin²(t/2)]^(5/2)dt=2(2a)³∫[sin(t/2)]^5d(t/2) =16a³[-sin⁴(t/2)cos(t/2)+(4/5)∫sin³(t/2)d(t/2)] =16a³{-sin⁴(t/2)cos(t/2)+(4/5)[-sin²(t/2)cos(t/2)+(2/3)∫sin(t/2)d(t/2)]} =16a³{-sin⁴(t/2)cos(t/2)+(4/5)[-sin²(t/2)cos(t/2)-(2/3)cos(t/2)]}︱[0,2π] =16a³[(4/5)(2/3)+(4/5)(2/3)]=16a³(16/15)=(256/15)a³