Enunciado
Cálculo - James Stewart - Vol 1- Ed: 8º - Capítulo 8.1 - Ex. 38
A função comprimento de arco para uma curva , onde é uma função crescente, é .
- Se interceptar em , encontre uma equação para .
- Que ponto no gráfico de está 3 unidades ao longo da curva que intercepta ? Comprove sua resposta com casas decimais.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
Usando a regra de Leibnitz podemos resolver a integral:
Passo 2
A fórmula do comprimento do arco para a curva é:
Podemos igualar as equações para descobrir :
Passo 3
Agora, vamos integrar ambos os lados:
Agora vamos aplicar o método da substituição para resolver a integral. Vamos considerar e . Logo:
Resolvendo, temos que:
Substituindo de volta:
Passo 4
Agora vamos aplicar a informação do enunciado. Quando intercepta .
Substituindo os valores, temos:
Agora que encontramos a constante, podemos dizer que nossa função será:
Passo 5
Item b:
O objetivo é encontrar o ponto em que existem unidades ao longo da curva.
Isso significa que o comprimento do arco é .
Sabemos que:
Equacionando as equações temos que:
Resolvendo temos que:
Aproximando para 3 casas decimais, temos que:
Passo 6
Aplicando a na função, temos que:
Aproximando para 3 casas decimais, temos que:
Portanto, o ponto necessário é .