Решение:
Длина всей кардиоиды:
`L = int_0^(2n) V( r2 + r'^2 )*dvarphi`
Так как уравнение кардиоиды имеет вид:
`r=3(1-cosvarphi)`, то
`r' = [3*(1 - cosvarphi)]' = 3*(- 1)*(- sinvarphi) = 3*sinvarphi`
`r^2 + r'^2 = [3*(1 - cosvarphi)]^2 + [3*sinvarphi]^2 = 9 - 18*cosvarphi + 9*cos^2varphi + 9*sin^2varphi =`
`= 9 - 18*cosvarphi + 9*[ cos^2varphi + sin^2varphi ] = 9 - 18*cosvarphi + 9*1 = 18 - 18*cosvarphi = 18*[1 - cosvarphi] =`
`= 18*2*sin^2(varphi/2) = 36*sin^2(varphi/2)`
Тогда:
`V( r^2 + r'^2 ) =sqrt( r^2 + r'^2 ); ( 36*sin^2(varphi/2) ) = 6*sin(varphi/2)`
Эта формула верна, так как при `0 < varphi < 2*n` выполняется `sin(varphi/2) > 0`
Итак, длина кардиоиды равна:
`L = int_0^(2n) V( r^2 + r'^2 )*dvarphi` =
`= int_0^(2n) 6*sin(varphi/2)*dvarphi = - 6*2*cos(varphi/2) |_ (2n)^0 = - 12 * [ cos(n) - cos(0) ] = - 12 * [- 1 - 1] = 24`
Ответ: длина кардиоиды равна 24 единицам длины
Объсните как получить из `18*[1 - cosvarphi]` вот это `36*sin^2(varphi/2)`