Enunciado

Encontre os comprimentos das curvas nos Exercícios 13-19.

x = t 3 - 6 t 2   e   y = t 3 + 6 t 2 ; 0 ≤ t ≤ 1

Passo 1

E aí pessoal, belezinha? Vamos trabalhar agora em algumas questões de equações paramétricas e coordenadas polares.

Vamos agora resolver os exercícios práticos sobre comprimentos de curvas.

Podemos determinar o comprimento da curva pedida utilizando:

L = ∫ t 1 t 2 d x d t 2 + d y d t 2 d t

Para isso, vamos derivar x em relação a t:

d x d t = 3 t 2 - 12 t

De modo que:

d x d t 2 = 3 t 2 - 12 t 2 = 9 t 4 - 72 t 3 + 144 t 2

De forma similar, vamos derivar y em relação a t:

d y d t = 3 t 2 + 12 t

De modo que:

d y d t 2 = 3 t 2 + 12 t 2 = 9 t 4 + 72 t 3 + 144 t 2

Passo 2

Daí, temos que:

d x d t 2 + d y d t 2 = 9 t 4 - 72 t 3 + 144 t 2 + 9 t 4 + 72 t 3 + 144 t 2 =

= 18 t 4 + 288 t 2 = 18 t 2 ( t 2 + 16 ) = 3 2 t t 2 + 16

Aplicando na equação do comprimento da curva, teremos que:

L = ∫ 0 1 3 2 t t 2 + 16 d t

Fazendo:

u = t 2 + 16 = > d u = 2 t   d t   o u   t   d t = d u 2

E os limites de integração ficam:

t = 0 = > u = 16   e   t = 1 = > u = 17

Passo 3

Daí, temos que:

L = ∫ 0 1 3 2 t t 2 + 16 d t = 3 2 ∫ 16 1 7 u d u 2 = 3 2 2 ∫ 16 17 u d u

Logo:

L = 3 2 2 2 3 u 3 / 2 | 16 17 = 2 17 3 / 2 - 1 6 3 / 2 = 2 17 17 - 64 ≅ 8,617

E é isso pessoal. Espero que a resolução tenha sido proveitosa para todos. Até mais.

Resposta

8,617

Exercícios de Livros Relacionados

Use a Fórmula 2 para deduzir a Fórmula 7 a partir da Fórmula 8.2.5, no Volume 1, para o caso no qual a curva pode ser representada na forma y = F x ,a ≤ x ≤ b .
Calcule.int_0^1 [t vec i + e^t vec j] d t
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