• ベストアンサー

曲線の長さを求める問題が出来ません

Terios19の回答

  • ベストアンサー
  • Terios19
  • ベストアンサー率58% (10/17)
回答No.1

2020admwtpgさん 曲線の長さの公式からlは以下の式で求まります。 l = ∫[0, π/3]√((dx/dt)^2 + (dy/dt)^2) dt ここで dx/dt=(sin t)*(cos t)^2 dy/dt=(cos t)^3 ですので、 √((dx/dt)^2 + (dy/dt)^2) = (cos t)^4*((sin t)^2 + (cos t)^2) = (cos t)^4 となります。 よって、lは l = ∫[0, π/3](cos t)^2 dt となります。 これなら積分できるのではないでしょうか。 参考になれば幸いです。

noname#252178
質問者

お礼

ありがとうございます。 xの式の微分を間違えていました。丁寧に回答していただきありがとうございます。

関連するQ&A

  • 曲線の長さについて

    x^(1/2) + y^(1/2) = 1 この曲線の長さはどのように求めたらいいでしょうか? 媒介表示をしようとして x=(cos2t)^4 y=(sin2t)^4 としたとき, 公式s=∫ ( (dx/dt)^2 + (dy/dt)^2 )^(1/2) dt で計算しようとしてもうまく積分ができず困ってます。どなたか教えてください。お願いします。

  • 積分の問題(曲線の長さ)です。

    『曲線 y=x^2/2 (0≦x≦1) の長さを求めよ。』という問題です。 以下のように解いてみました。 曲線の長さをSとすると, S=∫√{1+(dy/dx)^2}dxなので, S=∫[0→1]√(1+x^2)dx x=tanθと置くと, S=∫[0→π/4](1/cos^3θ)dθ=∫[0→π/4]{1/(1-sin^2θ)cosθ}dθ さらにt=sinθと置くと, S=∫[0→1/√2]1/(1-t^2)^2dt=∫[0→1/√2]1/(1-t)^2・(1+t)^2dt =∫[0→1/√2]{1/2(1-t)^2+1/2(1+t)^2}dt=[1/2(1-t)-1/2(1+t)][0→1/√2] =√2 となったんですが添削をお願いします。

  • 初歩の三角関数積分について

    高校数学をやり直している者です。 y=sin^2(x)の積分は、倍角の公式を用いて、 sin^2(x)=(1-cos(2x))/2として進めるのが定番となっていますが、 y=t^2, t=sin(x)とした置換積分の手法では、正答と結果が違います。 y=t^2, t=sin(x) Y=∫t^2 dx, dx=(1/cos(x))dt Y=(1/cos(x))∫t^2 dt Y=(1/cos(x))*(t^3/3) Y=(1/cos(x))*(sin^3(x)/3) この置換積分のどこがいけないのでしょうか?

  • 曲線の長さを求める問題です

    x = cos 2θ y = 2θ + sin 2θ (0≦θ≦π) の曲線を求める問題です。 自分で計算したところ x' = -2sin 2θ y' = 2 + 2cos 2θ 曲線の長さ l = ∫[0, π]√(4cosθ)^2 dθ =[4sinθ] =4sinπ - 4sin0 =0 と、答えが0になってします。 どこが間違っていますか?

  • 媒介変数表示が表す曲線が囲む面積について

    媒介変数表示が表す曲線が囲む面積について求めたく、 (1)x=cost,y=sin2t   答、8/3 (2)x=cos^3*t,y=sin^3*t  答、3π/8 0<=t<=2π になります。 S=∫y*dx/dt dt を用いて解こうにも (1)は∫sin2t*(-sint)dt から進めず、 (2)は∫sin^3*t*(-3cos^2t*sint)dt から進めず困っています。 解き方分かる方教えていただけないでしょうか?

  • 線積分にの問題についてお願いします。

    教えていただきたいのは以下の問題です。 C1: x=t, y=0 (-1≦t≦1) C2: x=cos[t], y=sin[t] (0≦t≦π) C= C1+C2 とするとき ∫[C]・y*e^(x^2+y^2) dx を求めよ 教科書に乗っていた公式? ∫[C]・f(P) dx =∫[a,b]・f(x(t),y(t))*x'(t) dt に当てはめると、f(x,y)=y*e^(x^2+y^2)とおいて ∫[C1]・f(x,y) dx =∫[-1,1]・f(t,0)*1 dt = ∫[-1,1]・0 dt = 0 ∫[C2]・f(x,y) dx =∫[0,π]・f(cos[t],sin[t])*(-sin[t]) dt =∫[0,π]・sin[t]*e*(-sin[t]) dt =∫[π,0]・e*sin^2[t] dt =∫[π,0]・e*(1-cos^2[t])/2 dt = [(e/4)*(2t-sin^2[t])]・[π,0] = (-e/2)*π よって ∫[C]・y*e^(x^2+y^2) dx = ∫[C1]・f(x,y) dx + ∫[C2]・f(x,y) dx = (-e/2)*π ■ としたのですが、計算が複雑でなにか工夫が必要らしいのです、、、 線積分に触れることが普段ないのもあって困ってます。 ヒントだけでいいのでどうかよろしくおねがいします。

  • 微積の問題です。

    友達と答えがあいません。 x=cos^3tとy=sin^3tの連立です。 (0〈=t<=π/2) 1.l=∫√((dx/dt)^2+(dy/dt)^2)dt 2.S=∫|y|dx=∫|y|(dx/dt)dt なんですが、友達と答えが合いません、 どなたか お答え願えませんか? 複数人の回答があると助かります。

  • 積分の問題です。先ほども質問させてもらいましたが、

    積分の問題です。先ほども質問させてもらいましたが、 自分なりに解いた答えと、皆さんの答えが違っていました。 どこが違うのか、考え方が違うのか教えてください。 ※パソコンでの書き方が慣れていないため、かっこの付け方や  途中式で見ずらいものがあると思います。お許しください。 次の定積分を求めよ。  (1)∫(0~π/2)sin^2xcos^3xdx    =∫(0~π/2)sin^2(1-sin^2)cosxdx    =∫(0~π/2)(sin^2-sin^4)cosxdx    =∫(0~π/2)sin^2(cosx)-sin^4(cosx)dx    =[(1/3)sin^3x-(1/5)sin^5x](0~π/2)    =(1/3-1/5)-0    =2/15  (2)∫(0~1)xtan^-1xdx    t=tan^-1xとおくとx:0→1のときt:0→π/4     x=tant dx=1/(cos^2t)dt     ∫(0~1)xtan^-1xdx     =∫(0~π/4)tant/cos^2tdt     =∫(0~π/4)(sint/cost)(1/cos^2t)dt     =∫(0~π/4)sint/cos^3tdt     =∫(0~π/4)(cos^-3t)(sint)dt     =[(1/2)cos^-2(t)](0~π/4)     =(1/2)(1/(1/√2)^2)-(1/2)(1/(1^2)     =1-(1/2)=1/2 と解きました。長くなりましたが、よろしくお願いします。

  • 媒介変数の極値と、曲線の全長の問題について教えてください。

    下記の問題の解き方がわかりません。 ---------------------------------------- x=exp(t)sin(t),y=exp(t)cos(t),(0≦t≦π/2)の表す、xy平面上の曲線Cがある。 (1)xの関数 y=f(x)の増減表を書き、極値を求めなさい。 (2)曲線Cの全長Lを求めなさい。 ------------------------------------------ (1)は普通に増減表を書くときのように、 dy/dx=(dy/dt)/(dx/dt)=0 となる、tを求め、それを境に値を代入してdy/dxを調べればいいのでしょうか? (2)に関してはどうしたらいいのかさっぱりです。 (1)、(2)共に解説していただけるとありがたいです。 よろしくお願いします。

  • 三角関数微分の問題です

    ===================================================== 【問題】 (1) x=a(t-sin t) y=a(1-cos t)  (a>0)  (0 <= t <= 2π)   dy/dxを求めよ。 (2) y=f(x)=sin(α arcsin x)   f^(n) (0)を求めよ。     ↑    f(0)をn回微分したもの  ======================================================== という問題で、(1)はなんとか解けたと思うのですが、(2)が行き詰ってしまいました。私の回答を載せさせてもらいますので、ご指摘や模範解答のほう宜しくお願いします。 =========================================================== 【自分の回答】 (1) dx/dt=a(1-cos t),dy/dt=a*sin t ∴dy/dx=(a*sin t)/{a(1-cos t)}=(sin t) /(1-cos t) (2) y'=1 / √(1- α^2 * sin^-2 x)=(sin x)/ √(sin^2 x - α^2) ∴y'*√(sin^2 x - α^2)/(sin x)=1 両辺をxについて微分し両辺√(sin^2 x - α^2)を掛けて整理すると、 y"*sin x +y'*α^2 * (cos x) / (sin x) =0 ⇒(1/α^2)* y" *(sin^2 x) /(cos x)+ y'=0 **************************************************** ここでライプニッツの定理や数学的帰納法を使って計算していくのですが、 f'(0),f"(0),f^(3) (0),..........といった感じに出来ません。 **************************************************** ===========================================================