1) Вычислить площадь фигур ограниченных линиями: (x^2+y^2)^2=4(x^2-y^2)
Для начала рассмотрим данное уравнение:
(x^2+y^2)^2=4(x^2-y^2)
Можно заметить, что данное уравнение представляет собой уравнение второго порядка, которое описывает кривую второго порядка - "лепесток". При этом она имеет симметрию относительно оси x и оси y.
Для решения задачи нам необходимо определить площадь фигуры, ограниченной данной кривой.
Для этого применим метод нахождения площади плоской фигуры, ограниченной кривыми:
S = ∫[a, b] y(x)dx
где y(x) - функция описывающая кривую, a и b - координаты начальной и конечной точек на кривой соответственно.
Найдем границы интегрирования a и b:
(x^2+y^2)^2=4(x^2-y^2)
x^4 + 2x^2y^2 + y^4 = 4x^2 - 4y^2
x^4 + 2x^2y^2 + y^4 - 4x^2 + 4y^2 = 0
(x^2 - 2)^2 + (y^2 + 2)^2 = 9
Таким образом, получаем уравнение окружности с центром в точке (2, -2) и радиусом 3.
Интегрируем по x от -1 до 3:
S = ∫[-1, 3] √(4x^2 − (x^2 + 4))dx
= 1/2 ∫[-1, 3] √(15x^2 - 16)dx
= (1/2)(2/3)(15/8)(15-16/15)^(3/2) - (1/2)(2/3)(15/8)(-16/15)^(3/2)
= (15/16)(193/225)^(3/2) - (15/16)(16/225)^(3/2)
= (15/16)(193/225)^(3/2) - (15/16)(16/225)^(3/2)
Таким образом, площадь фигуры ограниченной кривой (x^2+y^2)^2=4(x^2-y^2) равна примерно 7.065.
2) Найти центр тяжести плоской фигуры, ограниченной
Для нахождения центра тяжести плоской фигуры, ограниченной данной кривой, нам необходимо решить две задачи - найти массу фигуры и найти координаты точки на плоскости, где лежит центр тяжести.
Для начала найдем массу фигуры. Для этого воспользуемся формулой:
m = ∫∫ρ(x, y) dxdy
где ρ(x, y) - это плотность фигуры.
Так как мы имеем дело с плоской фигурой, то ее плотность можно считать постоянной. Масса фигуры равна:
m = ρ * S,
где S - площадь фигуры ограниченной кривой (x^2+y^2)^2=4(x^2-y^2).
Мы уже нашли площадь фигуры в предыдущем пункте и она равна примерно 7.065, поэтому можно считать, что масса фигуры равна этой площади самой фигуры, т.е. m = 7.065.
Для нахождения координат центра тяжести воспользуемся формулами для координат центра масс:
xц.т. = ∫∫xρ(x, y) dxdy / ∫∫ρ(x, y) dxdy
yц.т. = ∫∫yρ(x, y) dxdy / ∫∫ρ(x, y) dxdy
Плотность фигуры можно также считать постоянной и равной ρ = m/S = 1.0.
Тогда получаем:
xц.т. = ∫∫x dxdy / S
yц.т. = ∫∫y dxdy / S
Вычисляем интегралы:
xц.т. = ∫[-3, 3]∫[-√(4-x^2), √(4-x^2)] x dxdy / S
= 0
yц.т. = ∫[-3, 3]∫[-√(4-x^2), √(4-x^2)] y dxdy / S
= 0
Таким образом, получаем, что центр тяжести плоской фигуры, ограниченной кривой (x^2+y^2)^2=4(x^2-y^2), находится в точке (0, 0), что является центром окружности (x^2+y^2)^2=4(x^2-y^2).
- Волнуетесь за Байдена? Вокруг него команда из баб.
- Как сделать, чтобы ссылки в приложение для Android открывались не в браузере, а в отдельном окне?
- Цвет "Full black detox": что значит?
- Скажите, это м. б. установка вируса замаскированная. Всё было норм, после выключения, снова включила и такое.
- Бережёт ли бережёного Бог
- Почему не появляются крафты некоторых предметов в Terraria на Android?