Enunciado

Calcular a área da parte da circunferência

x = 2 cos ⁡ t y = 2   s e n   t

Que está acima da reta y = 1 .

Passo 1

Vamos encontrar os limites de integração cartesianos. Primeiro vamos substituir y = 1 nas equações:

y = 2   s e n   t

1 = 2   s e n   t

s e n   t = 1 2

t = π 6   o u   t = 5 π 6

Agora vamos achar a que valor de t corresponde o ponto ( 0,2 ) , limite superior da nossa área:

0 = 2 cos ⁡ t → cos ⁡ t = 0 2 = 2   s e n   t → s e n   t = 1

t = π 2

Repare que, como nossa figura é simétrica, poderíamos integrar em t de π 6   a π 2 ou integrar em t de π 2   a   5 π 6 e multiplicar o resultado por dois, que é o que vamos fazer.

Á r e a = ∫ t 0 t y t ⋅ x ' ( t ) d t

x ' = - 2   s e n   t

A 2 = ∫ π 2 5 π 6 2   s e n   t ⋅ - 2   s e n   t   d t = - 4 ∫ π 2 5 π 6 s e n 2   t d t = - 4 ∫ π 2 5 π 6 1 - cos ⁡ 2 t 2   d t

Integrando:

A = - 2 t + s e n   2 t

Aplicando os limites:

A 2 = - 2 5 π 6 - π 2 + s e n 5 π 3 - s e n   π = - 2 5 π - 3 π 6 + - 3 2 - 0 = - 2 π 3 - 3 2 = - 4 π + 3 3 6

A 2 = - 4 π + 3 3 6

A = - 4 π + 3 3 3

Resposta

- 4 π + 3 3 3   u .   a

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