Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Практические занятия по математике.doc
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
5.67 Mб
Скачать

§ 6. Длина дуги плоской кривой

Пусть плоская кривая АВ (рис. 89) задана уравнением y=f(x) (a^x^b), причем f(x) и /'(*) — непрерывные функции в промежутке а^х^Ь. Тогда дифференциал dl длины дуги А В выражается формулой

а длина дуги А В вычисляется по формуле

ь ь

(13.9)

L=ld=Wl+[f(x)Ydx,

а а

где а и b—значения независимой переменной х в точках А и В.

Если кривая задана уравнением х=ф(у) то длина дуги АВ вычисляется по

Рис. 89

формуле

WV^IVM]2#. О3-10)

с

Х+АХ b X точках А и В.

где с и d—значения независимой переменной у в

  1. Найти длину окружности х22 = г .

О Дифференцируя уравнение окружности, имеем

-> АУ Л х

2х+2у-—=0; —=—. dx dx у

По формуле (13.9) вычислим длину дуги четверти окружности, взяв пределы интегрирования от 0 до г:

Длина окружности равна C=4L=4(nr/2) = 2itr. #

  1. Найти длину дуги параболы у=х2/2 между точками 0(0; 0) и Лф,3/2).

dy

О Дифференцируя уравнение параболы, получим —=х. Вычислим

dx

длину дуги:

L= j*>/l+x2^=^xv/x2 + l+^ln(x+v/^2 + l)J «2,4 (ед.

  1. Найти длину параболы у2 = 4х между точками 0(0; 0) и (5/4; у/5).

О Для вычисления длины дуги применим формулу (13.10), т. е. за

  1. - dx 1

аргумент примем переменную у. Находим х=-у ; -=-у; следовательно,

= \\\yJy2+4 + 2ln(y + Jy2 + 4>\ ^2>64 ^СД' *

Найдите длины дуг следующих линий: 74. Параболы у—х2 между точками 0(0; 0) и А (у/3/2; 3/4).

  1. Параболы у = 4 х2 между точками ее пересечения с осью Ох.

  1. Параболы у2 = х между точками 0(0; 0) и А (3/4; >/3/2).

  2. Полукубической параболы .у23 между точками 0(0; 0) и Л (4/3; Ву/з/9). . 78. Полукубической параболы 9j>2=4jc3 между точками 0(0; 0) и -4(3; 2^3). 79. Цепной линии у=(ехх)/2 между точками 4(0; 1) и В( 1/2; 1,2 + е~112)/2).

  1. Цепной линии у=а(ех1а + е~х/а)/2 между точками А(0;а) и В(а,а(е2+ 1)/(2е)).

I вариант

ЗАЧЕТНАЯ РАБОТА

  1. вариант

  1. Скорость движения точки v = (3t2—2t—3) м/с. Найдите путь, пройденный точкой за 2-ю секунду.

  2. Вычислите работу, произведен­ную при сжатии пружины на 0,06 м, если для сжатия ее на 0,01 м нужна сила 10 Н.

  3. Вычислите работу, произведен­ную при сжатии пружины на 0,04 м, если для сжатия ее на 0,02 м была затрачена работа 40 Дж.

  4. Вычислите работу, произве­денную при выкачивании воды из резервуара цилиндрической формы (R = 2 м, Н= 1 м), наполненного до­верху водой (вес воды в объеме 1 м3 приблизительно равен 9807 Н).

  5. Вычислите силу давления воды на вертикальную площадку, имею­щую форму треугольника с основа­нием 5 м и высотой 3 м. Уровень воды совпадает с вершиной тре­угольника.

  1. Скорость движения точки v = (36/ —1212) м/с. Найдите путь, пройденный точкой от начала дви­жения до ее остановки.

  2. Вычислите работу, произведен­ную при растяжении пружины на 0,05 м, если для растяжения ее на 0,02 м нужна сила 40 Н.

  3. Для растяжения пружины на

03 м необходимо произвести рабо­ту 12 Дж. На какую длину можно растянуть пружину, затратив работу 48 Дж?

  1. Вычислите работу, произведен­ную при выкачивании воды из резер­вуара, имеющего форму прямоуголь­ного параллелепипеда с основани­ями 3 и 4 м и высотой 2 м, напол­ненного доверху водой (вес воды в объеме 1 м3 приблизительно ра­вен 9807 Н).

  2. Вычислите силу давления во­ды на вертикальную площадку, имеющую форму треугольника с ос­нованием 6 м и высотой 2 м. Уро­вень воды совпадает с основанием треугольника.