Условие : Плоская фигура ограничена линиями в полярных координатах : r
1([$966$]) = 6·sin(3·[$966$]) ,
r
2 = 3 с доп-условием r >= 3 .
Вычислить площадь ограниченной фигуры.
Решение : Читаем учебную статью "
Как вычислить площадь фигуры в полярных координатах с помощью интеграла?"
Ссылка1 и чертим графики заданных линий в Полярной системе координат. Графики и вычисления в популярном приложении
Маткад (ссылка) прилагаю.
Найдём область определения первой функции, где её синус-радиус НЕотрицателен :
r
1 >= 0 [$8658$] [$966$] = [0 ; [$960$]/3] [$8746$] [2·[$960$]/3 ; [$960$]] [$8746$] [4·[$960$]/3 ; 5·[$960$]/3] - итого 3 лепестка на кругу.
Вычислим углы-лучи, по которым пересекаются заданые линии. Приравняем их функции:
r
1([$966$]) = r
26·sin(3·[$966$]) = 3
sin(3·[$966$]) = 3/6 = 1/2
[$945$] = arcsin(1/2) / 3 = [$960$]/18 , [$946$] = ([$960$] - arcsin(1/2)) / 3 = 5·[$960$]/18
Площадь одного (из 3х) полного лепестка розы:
S
Л = (1/2)·
0[$960$]/3[$8747$] [r
1([$966$])]
2·d[$966$] = (1/2)·
0[$960$]/3[$8747$] [6·sin(3·[$966$])]
2·d[$966$] = 3·[$960$] [$8776$] 9,42
Площадь кругового сектора (голубая заливка):
S
S = (1/2)·
[$945$][$946$][$8747$] [r
2]
2·d[$966$] = (1/2)·
[$945$][$946$][$8747$] 3
2·d[$966$] = [$960$] [$8776$] 3,14
Площадь одной (любой из 2х) боковинки по бокам от сектора (коричн заливка):
S
b = (1/2)·
0[$945$][$8747$] [r
1([$966$])]
2·d[$966$] = (1/2)·
0[$945$][$8747$] [6·sin(3·[$966$])]
2·d[$966$] = [$960$]/2 - 3·[$8730$]3 / 4 [$8776$] 0,27
Площадь одного внешнего полу-лепестка (жёлтая заливка):
S
П = S
Л - Ss - 2·S
b = [$960$] + 3·[$8730$]3/2 [$8776$] 5,74
Площадь фигуры из 3х полу-лепестков : S = 3·S
П = 3·[$960$] + 9·[$8730$]3/2 [$8776$] 17,22
Ответ : Площадь фигуры равна 3·[$960$] + 9·[$8730$]3/2 ед
2 [$8776$] 17,22 ед
2.
Для приблизительной проверки Вы можете начертить квадратики и подсчитать их кол-во на любом жёлтом полу-лепестке. Размер квадратика надо сопоставивить с делением шкалы координатного полярного радиуса.