Для начала давайте разберемся с уравнениями, чтобы понять, как выглядит фигура, о которой идет речь.
У нас есть два уравнения:
X = 4(t - sin(t))
y = 4(1 - cos(t))
Уравнение x = 4(t - sin(t)) представляет собой функцию, которая описывает абсциссу точек на плоскости в зависимости от параметра t.
Аналогично, уравнение y = 4(1 - cos(t)) описывает ординаты точек на плоскости в зависимости от параметра t.
Помимо этих двух уравнений, нам также дано условие y = 0 при 0 ≤ t ≤ 2π. Это означает, что мы ищем точки на фигуре, в которых ординаты равны нулю в указанном диапазоне параметра t.
Чтобы вычислить площадь фигуры, ограниченной этими линиями, нам необходимо построить график и определить границы области, в которой y = 0.
Давайте начнем с построения графика. Для этого мы должны подставить различные значения параметра t в уравнения x и y, чтобы найти соответствующие точки на плоскости.
Давайте возьмем несколько значений t и вычислим соответствующие значения x и y:
- При t = 0:
x = 4(0 - sin(0)) = 0
y = 4(1 - cos(0)) = 4(1 - 1) = 0
- При t = π/2:
x = 4(π/2 - sin(π/2)) = 4(π/2 - 1) = 2π - 4
y = 4(1 - cos(π/2)) = 4(1 - 0) = 4
- При t = π:
x = 4(π - sin(π)) = 4(π - 0) = 4π
y = 4(1 - cos(π)) = 4(1 + 1) = 8
- При t = 3π/2:
x = 4(3π/2 - sin(3π/2)) = 4(3π/2 - (-1)) = 6π + 4
y = 4(1 - cos(3π/2)) = 4(1 + 0) = 4
- При t = 2π:
x = 4(2π - sin(2π)) = 4(2π - 0) = 8π
y = 4(1 - cos(2π)) = 4(1 + 1) = 8
Теперь у нас есть несколько точек на плоскости, которыми мы можем построить график.
Чтобы нарисовать график, мы используем оси координат, где горизонтальная ось представляет значение x, а вертикальная ось - значение y.
Выберем масштаб, который позволит нам уместить все точки. Пусть каждая клетка на графике представляет единицу длины.
Теперь, используя значения, которые мы вычислили, нарисуем точки на плоскости и соединим их линиями.
Если соединить все точки, то получится фигура, ограниченная линиями. Периметр этой фигуры - это длина линии, которая образуется, когда мы соединяем эти точки.
Вычислить площадь этой фигуры мы можем, разбив ее на более простые фигуры, например, прямоугольники или треугольники, и затем сложив площади этих фигур.
Конкретно для данной фигуры, чтобы найти площадь, мы можем разбить ее на две части: треугольник и полукруг.
Первая часть - это треугольник, образованный сегментом, где t изменяется от 0 до π/2. Мы можем найти площадь треугольника, используя формулу:
Площадь_треугольник = (Основание * Высота) / 2.
В данном случае, основание = x (t = π/2) - x (t = 0) = (2π - 4) - 0 = 2π - 4, а высота это сама ось y, поскольку у нас y = 0.
Подставим значения в формулу и найдем площадь треугольника:
Площадь_треугольник = ((2π - 4) * 0) / 2 = 0
Вторая часть - это полукруг с t, изменяющимся от π/2 до 2π. Для нахождения площади полукруга, мы можем использовать формулу:
Площадь_полукруг = π * Радиус^2 / 2.
Для нас радиус равен y (t = π) = 8 / 2 = 4. Подставим значение в формулу и найдем площадь полукруга:
Площадь_полукруг = π * 4^2 / 2 = 8π
Чтобы найти общую площадь, мы просто складываем площади треугольника и полукруга:
Общая_площадь = Площадь_треугольник + Площадь_полукруг = 0 + 8π = 8π
Таким образом, площадь фигуры, ограниченной указанными линиями, равна 8π.
Что касается чертежа, я рекомендую использовать графический пакет или программу для точного построения графика и фигуры. На чертеже вы должны увидеть фигуру, состоящую из треугольника и полукруга, и условие y = 0 на заданном интервале 0 ≤ t ≤ 2π.
У нас есть два уравнения:
X = 4(t - sin(t))
y = 4(1 - cos(t))
Уравнение x = 4(t - sin(t)) представляет собой функцию, которая описывает абсциссу точек на плоскости в зависимости от параметра t.
Аналогично, уравнение y = 4(1 - cos(t)) описывает ординаты точек на плоскости в зависимости от параметра t.
Помимо этих двух уравнений, нам также дано условие y = 0 при 0 ≤ t ≤ 2π. Это означает, что мы ищем точки на фигуре, в которых ординаты равны нулю в указанном диапазоне параметра t.
Чтобы вычислить площадь фигуры, ограниченной этими линиями, нам необходимо построить график и определить границы области, в которой y = 0.
Давайте начнем с построения графика. Для этого мы должны подставить различные значения параметра t в уравнения x и y, чтобы найти соответствующие точки на плоскости.
Давайте возьмем несколько значений t и вычислим соответствующие значения x и y:
- При t = 0:
x = 4(0 - sin(0)) = 0
y = 4(1 - cos(0)) = 4(1 - 1) = 0
- При t = π/2:
x = 4(π/2 - sin(π/2)) = 4(π/2 - 1) = 2π - 4
y = 4(1 - cos(π/2)) = 4(1 - 0) = 4
- При t = π:
x = 4(π - sin(π)) = 4(π - 0) = 4π
y = 4(1 - cos(π)) = 4(1 + 1) = 8
- При t = 3π/2:
x = 4(3π/2 - sin(3π/2)) = 4(3π/2 - (-1)) = 6π + 4
y = 4(1 - cos(3π/2)) = 4(1 + 0) = 4
- При t = 2π:
x = 4(2π - sin(2π)) = 4(2π - 0) = 8π
y = 4(1 - cos(2π)) = 4(1 + 1) = 8
Теперь у нас есть несколько точек на плоскости, которыми мы можем построить график.
Чтобы нарисовать график, мы используем оси координат, где горизонтальная ось представляет значение x, а вертикальная ось - значение y.
Выберем масштаб, который позволит нам уместить все точки. Пусть каждая клетка на графике представляет единицу длины.
Теперь, используя значения, которые мы вычислили, нарисуем точки на плоскости и соединим их линиями.
Если соединить все точки, то получится фигура, ограниченная линиями. Периметр этой фигуры - это длина линии, которая образуется, когда мы соединяем эти точки.
Вычислить площадь этой фигуры мы можем, разбив ее на более простые фигуры, например, прямоугольники или треугольники, и затем сложив площади этих фигур.
Конкретно для данной фигуры, чтобы найти площадь, мы можем разбить ее на две части: треугольник и полукруг.
Первая часть - это треугольник, образованный сегментом, где t изменяется от 0 до π/2. Мы можем найти площадь треугольника, используя формулу:
Площадь_треугольник = (Основание * Высота) / 2.
В данном случае, основание = x (t = π/2) - x (t = 0) = (2π - 4) - 0 = 2π - 4, а высота это сама ось y, поскольку у нас y = 0.
Подставим значения в формулу и найдем площадь треугольника:
Площадь_треугольник = ((2π - 4) * 0) / 2 = 0
Вторая часть - это полукруг с t, изменяющимся от π/2 до 2π. Для нахождения площади полукруга, мы можем использовать формулу:
Площадь_полукруг = π * Радиус^2 / 2.
Для нас радиус равен y (t = π) = 8 / 2 = 4. Подставим значение в формулу и найдем площадь полукруга:
Площадь_полукруг = π * 4^2 / 2 = 8π
Чтобы найти общую площадь, мы просто складываем площади треугольника и полукруга:
Общая_площадь = Площадь_треугольник + Площадь_полукруг = 0 + 8π = 8π
Таким образом, площадь фигуры, ограниченной указанными линиями, равна 8π.
Что касается чертежа, я рекомендую использовать графический пакет или программу для точного построения графика и фигуры. На чертеже вы должны увидеть фигуру, состоящую из треугольника и полукруга, и условие y = 0 на заданном интервале 0 ≤ t ≤ 2π.