Nella figura a destra sono tracciati tre archi di cerchio e sono evidenziate due figure da essi
delimitate. Dimostra, con semplici ragionamenti geometrici, che le due figure hanno la stessa area. Quindi prova a ottenere lo stesso risultato utilizzando in modo opportuno gli integrali di particolari funzioni, e determina l'area di queste due figure. Eventualmente usa del software per calcolare gli integrali. |
La somma delle aree (A1 e A2) dei due semicerchi è pari all'area di un cerchio di raggio 1/2, ossia
è π/4. L'area (A) del quarto di cerchio che include tutta la figura è anch'essa π/4.
Quindi l'intersezione delle due semicerchi (ossia la figura rossa) ha la stessa estensione
della parte del quarto di cerchio grosso esterna ad entrambi i semicerchi (ossia la figura marrone).
Vediamo come procedere utilizzando l'integrazione. Per semplicità e brevità faccio i calcoli
con R (vedi). Vediamo anche come è stata costruita la figura.
source("http://macosa.dima.unige.it/r.R") BF=2.5; HF=2.5 PLANE(0,1, 0,1) segm(0,0, 1,0, "blue"); segm(0,0, 0,1, "blue") F = function(x) sqrt(1-x^2) graph(F, 0,1, "blue") # (x-1/2)^2+y^2=1/4 G = function(x) sqrt(1/4-(x-1/2)^2) graph(G, 0,1, "seagreen") ARC(0,1/2, 1/2, -90,90, "brown") # x^2+(y-1/2)^2=1/4; y-1/2 = +/- sqrt(1/4-x^2) H = function(x) 1/2-sqrt(1/4-x^2) H1 = function(x) 1/2+sqrt(1/4-x^2) graph(H1, 0,1/2, "black") diseq(H,G, 0,1/2, "red") diseq(G,F, 1/2,1, "brown") diseq(H1,F, 0,1/2, "brown") K1=function(x) G(x)-H(x) integral(K1,0,1/2) # [1] 0.1426991 K2=function(x) F(x)-H1(x) K3=function(x) F(x)-G(x) integral(K2,0,1/2)+integral(K3,1/2,1) # 0.1426991 # Mettendo questo numero in WolframAlpha trovo che è l'approssimazione di (π-2)/8. # Verifica: (pi-2)/8 # 0.1426991 OK