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Berechnen Sie die von der Kurve

x(t) = cos(t)(1 + cos(t)),            y(t) = sin(t)(1 + cos(t)),              t ∈ [0, 2π]

eingeschlossene Fläche.

Ich weiß, dass es eine bestimmte Formel dafür gibt, aber leider weiß ich nicht welche.

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bilde das bestimmte Integral. Aber pass auf!!! Es kann sein, dass im Intervall [0,2π] Nullstellen vorkommen könnten, und du somit Teilintegrale berechnen musst. Also keine große Hexerei...

Avatar von 15 k

Die Formel, die unten steht, und was du geschrieben hast. Geben diese beide dasselbe Ergebnis raus? Weil unser Uni löst das Beispiel mit der Formel, aber ich finde deinen Weg leichter, also würde ich das Beispiel lieber mit deinen Weg.

Ich hätte einfach integriert.

$$ \int{\cos(t)(\cos(t)+1)}dt=\int{cos(t)+cos^2(t)}dt\\=\int\cos(t)dt+\int\cos^2(t)dt=\sin(t)+\int\cos^2(t)dt\stackrel{(*)}{=}\frac{1}{2}(\sin(t)\cos(t)+t)+\sin(t) $$

$$(*)\int\cos^2(t)dt =\int\cos(t)\cos(t)dt\\=\sin(t)\cos(t)-\int-\sin(t)\sin(t)dt\\=\sin(t)\cos(t)+\int\sin^2(t)dt\\=\sin(t)\cos(t)+\int1-\cos^2(t) dt\\=\sin(t)\cos(t)+t+\int-\cos^2(t) \\\Leftrightarrow 2\cdot \int\cos^2(t)dt=\sin(t)\cos(t)+t\\\Leftrightarrow  \int\cos^2(t)dt=\frac{1}{2}(\sin(t)\cos(t)+t)+\sin(t)  $$

Nun das bestimmte Integral:

Im Intervall [0,2π] hat f Nullstellen bei π/2, π, 3/2π, weshalb das Integral in vier Teilintegrale aufgeteilt werden muss, um die Fläche zu erhalten.
$$  \int_0^{2\pi}\cos^2(t)dt=\int_0^{\pi/2}\cos(t)(\cos(t)+1)dt\\+\int_{\pi/2}^{\pi}\cos(t)(\cos(t)+1)dt+\int_{\pi}^{\frac{3}{2}\pi}\cos(t)(\cos(t)+1)dt\\+\int_{\frac{3}{2}\pi}^{2\pi}\cos(t)(\cos(t)+1)dt=\underline{\underline{\pi}} $$

Mir scheint, Deine Rechnung hat mit der Aufgabe ueberhaupt nichts zu tun. Gegeben ist die Parametrisierung einer geschlossenen ebenen Kurve (eine Kardioide nebenbei) und gesucht ist die eingeschlossene Flaeche.

Warum sollte es damit nichts zu tun haben? t liegt im Intervall [0,2π]. Oder was meinst du?

Hall @hallo97

du hast die Flache unter der Funktion f(x)=cos(x)*(1+cos(x)) ausgerechnet, gegeben ist aber eine parametrisierte Kurve, ich hänge ein Bild der Kurve an, damit du es verstehst.

Gruß lulBildschirmfoto 2018-06-19 um 20.06.42.png

könntest du vielleicht ein Beispiel mit der Formel geben? oder einfach die Frage lösen? ich kann irgendwie es nicht machen. soll man dafür alle trigonometrische Identitäten auswendig wissen?

@lul

Achsoooo,

so war das also gemeint. Ok, dann war die Fragestellung für mich nicht ganz so klar gewesen und habe sie missverstanden. Dann weiß ich jetzt Bescheid. Danke.

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Hallo

deine gesuchte Formel ist A=1/2*∫(x*y'-y*x')dt

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

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