Integre f(x, y, z) = raiz(x^2 + y^2) sobre a curva involuta

r(t) = (cos(t) + t * sen(t)) i + (sen(t) - t * cos(t)) j, 0 ≤ t ≤ raiz(3)

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Primeiramente, vamos calcular o comprimento do arco da curva

d s = sqrt(((d x)/(d t))^2 + ((d y)/(d t))^2 + ((d z)/(d t))^2) d t

Desenvolvendo os termos,

d s = sqrt([- sen t + (t cos t + sen t)]^2 + [cos t - (- t sen t + cos t)]^2 + 0^2) d t

Com isso, nós temos que

d s = sqrt(t^2 sen^2 t + t^2 cos^2 t) d t = sqrt(t^2) d t = t d t

Passo 2

Usando a substituição para calcular o valor da integral de linha.

int sqrt(x^2 + y^2) d s = int_0^(sqrt(3)) (1 + t^2)^((1)/(2)) * t d t

Que tem como resultado

int sqrt(x^2 + y^2) d s = (1)/(2) * (2)/(3) [(1 + t^2)^((3)/(2))]_0^(sqrt(3)) = (1)/(3) [(1 + (sqrt(3))^2)^((3)/(2)) - (1 + 0^2)^((3)/(2))]

Logo, temos o seguinte resultado

int sqrt(x^2 + y^2) d s = (1)/(3) (4^((3)/(2)) - 1^((3)/(2))) = ((sqrt(4))^3 - 1)/(3) = (8 - 1)/(3) = (7)/(3)

Resposta

int sqrt(x^2 + y^2) d s = (7)/(3)

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