Enunciado

Use uma calculadora ou um computador para encontrar o comprimento do laço, com precisão de quatro casas decimais.

r = 1 + cos ⁡ θ / 3

Passo 1

Oiii, tudo bem?? Bom... o enunciado nos deu a seguinte expressão de uma curva (dada em coordenadas polares):

r = 1 + cos ⁡ θ / 3

Queremos calcular o comprimento de um laço dessa curva com precisão de 4 casas decimais.

E, para isso, o enunciado nos pede para usarmos uma calculadora ou um software matemático.

Espera um pouco... Como assim laço??

Bom... se a gente plotar nossa curva, obteremos a seguinte figura:

Assim, queremos calcular o comprimento de um arco.

Para isso, o comprimento L é dado por:

L = ∫ a b r 2 + d r d θ 2

Agora podemos aplicar!!! 😉

Passo 2

Vamos calcular primeiro a derivada de r .

Sabemos que:

r = 1 + cos ⁡ θ / 3

Derivando, temos:

d r d θ = d d θ 1 + d d θ cos ⁡ θ / 3

Sabemos que a derivada de uma constante é zero, portanto:

d r d θ = d d θ cos ⁡ θ 3

Sabemos que a derivada do cosseno é o seno. Assim, pela Regra da Cadeia, temos:

d r d θ = 1 3 ⋅ sen ⁡ θ 3

Passo 3

Desta forma, como r = 1 + cos ⁡ θ / 3 e geramos essa figura para 0 ≤ θ ≤ 6 π :

L = ∫ a b r 2 + d r d θ 2 ∴

L = ∫ 0 6 π 1 + cos ⁡ θ 3 2 + sen ⁡ θ 3 3 2

Resolvendo com o auxílio de uma calculadora, teremos:

L = 19 , 6676

Resposta

L = 19,6676

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Use a Regra de Simpson com n = 6 para estimar o comprimento da curva x = t - e t , y = t + e t , - 6 ≤ t ≤ 6 .
Ache o comprimento do laço da curva x = 3 t - t 3 ,y = 3 t 2 .
No exercício 43 , na Seção 10.1 , foi pedido que você deduzisse as equações paramétricas x = 2 ac o t gθ , y = 2 a sin 2 ⁡ θ para a curva chamada bruxa de Maria Agnesi. Use a Regra de Simpson com n =
Mostre que o comprimento total da elipse x = as e n θ ,y = bc o sθ ,ab0 , é L = 4 a∫ 0 π / 2 1 - e 2 s e n 2 θd θ onde e é a excentricidade da elipse ( e = c a , com c = a 2 - b 2 )
Calcule o comprimento total da astroide x = acos^3 theta , y = s e n^3 theta com a0 .