计算心形线r=a(1+cosθ)与圆r=a所围图形面积 利用二重积分计算下列曲线所围成图形面积:心形线r=a(1co...

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-13

简单计算一下即可,答案如图所示



用定积分来求,根据公式,心型线的长度设为L,那么
L=∫(r^2+r'^2)^(1/2)dθ
其中,r'表示r的导数,积分上限2π,下限为0
L=∫{[a(1+cosθ)]^2+(asinθ)^2}^(1/2)dθ
=a*∫[2+2cosθ)^(1/2)dθ
=2a*∫|cos(θ/2)|dθ=2a*[∫cos(θ/2)dθ
(上限为π,下限为0)+∫-cos(θ/2)dθ(下限为π,上限为2π)]
=8a
按照经典的定义,从(a,b)到R3中的连续映射就是一条曲线,这相当于是说:
1、R3中的曲线是一个一维空间的连续像,因此是一维的。
2、R3中的曲线可以通过直线做各种扭曲得到。
3、说参数的某个值,就是说曲线上的一个点,但是反过来不一定,因为我们可以考虑自交的曲线。
扩展资料:
任何一根连续的线条都称为曲线。包括直线、折线、线段、圆弧等。曲线是1-2维的图形,参考《分数维空间》。
处处转折的曲线一般具有无穷大的长度和零的面积,这时,曲线本身就是一个大于1小于2维的空间。
直观上,曲线可看成空间质点运动的轨迹。曲线的更严格的定义是区间α,b)到E3中的映射r:α,b)E3。有时也把这映射的像称为曲线。
以曲线的全部或确定的一段作为研究对象时,就得到曲线的整体的几何性质。设曲线C的参数方程为r=r(s),s∈【α,b)】,s为弧长参数,若其始点和终点重合r(α)=r(b)),这时曲线是闭合的,称为闭曲线。若它在这点的切向量重合,即r┡(α)=r┡(b)),且自身不再相交。
参考资料来源:百度百科——曲线

考虑半个心形线(θ属于0到180度),每一段弧元(ds=sqrt(dr^2+(rdθ)^2))绕极轴转成一个梯形环面元,面积等于2πr*ds,r是该弧到极轴的距离:
r=rsinθ.
所以立体的侧面积就是:
2πrds的积分,把上面的r和ds代入,并利用条件代入r的表达式。
结果得到一个不太复杂的形式:
2sqrt(2)πa^2(1+cosθ)^(3/2)dθ
把积分变量代换成θ/2,可以比较容易地解出定积分式:
16πa^2*(x-x^3/3),x=sin(θ/2)
总的表面积是从0到π的积分。当然,如果说心形线凹进去的部分不算侧面积,只要求出沿极轴方向离顶点最远的点的θ=2π/3,
并把它做为积分上限即可。
结果分别是:
(32πa^2)/3

6sqrt(3)πa^2
望采纳。

心形曲线r=a(1+cosb)
形状是绕了一圈
他的定义域是[0,2π]
但是他关于x轴对称
我们求面积的话,只要求上半部分就好了
因为下面的面积和上面一样
所以我们只做[0,π]上的面积,再前面乘以那个2
就行了.

计算心形线r=a(1+cosθ)的面积。~

答案为:3π/2*a^2
2sqrt(2)πa^2(1 cosθ)^(3/2)dθ把积分变量代换成θ/2
可以比较当然
如果说心形线凹进去的部分不算侧面积
只要求出沿极轴方向离顶点最远



数学表达方法:
极坐标方程:
水平方向: ρ=a(1-cosθ) 或 ρ=a(1+cosθ) (a>0)
垂直方向: ρ=a(1-sinθ) 或 ρ=a(1+sinθ) (a>0)

直角坐标方程:
心形线的平面直角坐标系方程表达式分别为 x^2+y^2+a*x=a*sqrt(x^2+y^2) 和 x^2+y^2-a*x=a*sqrt(x^2+y^2)

计算的只是红色部分面积:为(1/2)πa²


如果要求的面积是r ≤ a(1 + cosθ),r ≤ 2acosθ部分的话
这单独是r = 2acosθ围成的面积,为πa²,因为心形线把这整个圆形都包围在内。


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