La lunghezza, da t=0 a t=2, dell'arco di curva di equazioni parametriche
x = t2/2, y = (6t+9)3/2/9 è:
A) 10 B) 12 C) 8 D) 14
Facciamo subito grafico e calcoli con R (vedi) e poi ragioniamoci. source("http://macosa.dima.unige.it/r.R") X=function(t) t^2/2; Y=function(t) (6*t+9)^(3/2)/9 PLANE(-1,15, -1,15) par1(X,Y, -10,10, "red"); param(X,Y, 0,2, "brown") POINT(X(0),Y(0),"blue"); POINT(X(2),Y(2),"seagreen") lengPar(X,Y, 0,2, 200) # 7.999999 approssimo con polig. di 200 lati lengPar(X,Y, 0,2, 400) # 8 di 400 lati |
La risposta corretta è C. Vediamo come potrei arrivarci senza calcoli.
Schizzo il grafico della curva, che va da (3,0) a, circa (2,10.7).
Posso approssimare l'arco con un segmento lungo
Proviamo a capire come è stata ottenuta la soluzione fornita, assieme alle considerazioni
svolte qui.
Posto x = f(t), y = g(t), f'(t) = t, g'(t) = √(6t+9); l'integrale tra 0 e 2
della radice della somma dei loro quadrati è:
∫ [0,2] √(t²+6t+9) dt =
∫ [0,2] √((t+3)²) dt =
[poiché t+3>0 per t tra 0 e 2]
∫ [0,2] t+3 dt = 2²/2+3·2 = 8
Faccio anche questi calcoli con R:
dX = function(t) eval(deriv(X,"t")) dY = function(t) eval(deriv(Y,"t")) F = function(t) sqrt(dX(t)^2+dY(t)^2) integral(F, 0,2) # 8 OK
Potrei anche fare i conti e grafico con WolframAlpha (che però
traccia il grafico non in scala monometrica):
arc length of ( t^2/2, (6*t+9)^(3/2)/9 ) from t=0 to 2
Oppure posso usare un semplice script online (vedi):
[ arc lenght - x(t)= t*t/2 - y(t)= pow(6*t+9,3/2)/9 ] - - - - - - - - 8.000000000000002 if a=0 b=2 n=1e6 [5.609734898825991e-12] 7.999999999994392 if a=0 b=2 n=1e5 [5.551905601919316e-10] 7.9999999994392015 if a=0 b=2 n=1e4 [5.551788628821441e-8] 7.999999943921315 if a=0 b=2 n=1e3 [7.999999943921315]