(10.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Areas and Lengths in Polar Coordinates


入题

极坐标系中的面积和长度
(这里看见 Coordinates ,就想到了 CoordiateLayout _
我们简单要求一个圆的部分面积


由极坐标可以得到:

对应简单的推理过程:

这个时候,如果对应的 极坐标为曲线:



就会有 半径r 的函数



我们将对应的 θ ,分割成n份
对应第i份的面积为:

所以,所有面积的和为:



当n -> 无穷大 的时候,可以得到

即:



也就是:



例子1


这个函数的图像为:



根据上面的公式,有:



例子2


我们先看一下图像:

这个图像,是由 心形(10.3里面提到的 Cardioid图形) 和 圆形 组合而成
inside the circle and outside the cardioid
在圆内部, 在心形外面
我们可以先求对应的交叉角度
有 2sinθ = 1 + sinθ
可以得到 θ = π/6 和 5π/6
所以,对应的面积就为
在[π/6 , 5π/6]范围内, 圆形 - 心形

也就是



因为是关于y轴对称的,所有可以变成:



简单类型总结



这样的图像,都可以用



求得

例子3


对应的图像为:



我们简单由:
cos2θ = 1/2 , 可以求得:



也就是可以找到

根据图像,我们可以找到对应对称的点:

Arc Length 弧长

根据上面的



我们可以得到对应的参数方程:



对θ求微分,可以得到:

根据



可以得到:

所以:

即:

例子4


求这个心形的弧长,我们可以先看一下图像



根据公式,可以得到:



可以求得:
L = 8

最近一直身体不适,拔罐也没用
不清楚为什么,真头大
虽然自己不过圣诞,但是一个好好的圣诞,就这样睡过去了,感觉也不太好
唠叨一下,感觉好多了.....

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