logowanie

matematyka » forum » forum zadaniowe - uczelnie wy縮ze » zadanie

Algebra, zadanie nr 1357

ostatnie wiadomo艣ci  |  regulamin  |  latex

AutorZadanie / Rozwi膮zanie

roksyk
post贸w: 10
2013-05-28 18:00:14

Korzystaj膮c z ca艂ek krzywoliniowych wyznacz wsp贸艂rz臋dne 艣rodka ci臋偶ko艣ci kawa艂ka jednorodnej paraboli o r贸wnaniu y=4x^{2} czyli o r贸wnaniach parametrycznych x=t, y=4t^{2} od punktu A(0,0) do punktu B(2,16).


roksyk
post贸w: 10
2013-05-28 18:04:41

Wyznaczy膰 promie艅 zbie偶no艣ci szeregu pot臋gowego oraz rozstrzygn膮膰 zbie偶no艣膰 szeregu na ko艅cach promienia: \sum_{n=1}^{\infty}(arc tg2n)^{n}*x^{n}\5^{n}


tumor
post贸w: 8070
2013-05-28 19:06:49

$ \sum_{n=1}^{\infty}(arc tg2n)^{n}*x^{n}\5^{n} $

Jasny gwint. Naprawd臋 was wszystkich ucz膮, 偶e dzielenie to kreska wszystko jedno w kt贸r膮 stron臋?

Za艂贸偶my, 偶e w przyk艂adzie mamy
$\sum_{n=1}^{\infty}(\frac{arctg2n}{5})^nx^n$

$\lim_{n \to \infty}\sqrt[n]{(\frac{arctg2n}{5})^n}=\frac{\frac{\pi}{2}}{5}=\frac{\pi}{10}$

Zatem promie艅 zbie偶no艣ci to $\frac{10}{\pi}$

A jako 偶e $arctg2n<\frac{\pi}{2}$, na ko艅cach przedzia艂u zbie偶no艣ci szereg jest rozbie偶ny (nie spe艂nia warunku koniecznego)


roksyk
post贸w: 10
2013-05-28 20:53:47

Dzi臋kuj臋 bardzo.



zorro
post贸w: 106
2013-05-30 06:44:02

Co do 艣rodka ci臋偶kosci, zak艂adam, 偶e g臋sto艣膰 liniowa krzywej jest sta艂a i wynosi \"g\" (w ka偶dym punkcie g(x,y)=g).
R贸wnanie krzywej K:
$x=t \Rightarrow dx(t)=dt$
$y=4t^2 \Rightarrow dy(t)=8tdt$
Dla punktu A(0,0)
$t=0$
Dla punktu B(2,16)
$t=2$
Masa krzywej:
$m_{k}=\int_{K}^{}g(x,y)ds=\int_{0}^{2}g\sqrt{1+dy^2(t)}dt=g\int_{0}^{2}\sqrt{1+64t^2}dt$
po podstawieniu
$m=8t$
$\frac{1}{8}dm=dt$
i po zmianie granic ca艂kowania szukana ca艂ka przyjmie posta膰:
$I=\frac{1}{8}g\int_{0}^{16}\sqrt{1+m^2}dm$
Je艣li zerkniesz na zadanie nr 1318 przekonasz si臋 krok po kroku jak policzy膰 tak膮 ca艂k臋, tu za艣 podam tylko wynik dla ca艂ki nieoznaczonej (z pomini臋ciem sta艂ej ca艂kowania):
$\int_{}^{}\sqrt{1+m^2}dm=\frac{1}{2}(m\sqrt{1+m^2}-ln|m+\sqrt{1+m^2}|)$

Zatem
$I=\frac{1}{8}g*\frac{1}{2}*(16*\sqrt{257}-ln(16+\sqrt{257}))=g\sqrt{257}-\frac{g*ln(16+\sqrt{257})}{16}$


Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2013-05-30 07:06:08 przez zorro

zorro
post贸w: 106
2013-05-30 07:04:26

W przybli偶eniu masa krzywej wynosi
$m_{k}=15.81g$
Aby obliczy膰 艣rodek ci臋偶ko艣ci trzeba jeszcze znale艣膰 momenty bezw艂adno艣ci:
$M_{y}=\int_{K}^{}gxds=g\int_{0}^{2}t\sqrt{1+64t^2}dt$
tu podstawiamy:
$m=1+64t^2$
$dm=128tdt$
$t=0\iff m=1$
$t=2\iff m=257$
w贸wczas
$M_{y}=g\frac{1}{128}\int_{1}^{257}\sqrt{m}dm=\frac{\sqrt{257}^3-1}{192}g$
w przybli偶eniu
$M_{y}=21.45g$

Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2013-05-30 07:26:40 przez zorro

zorro
post贸w: 106
2013-05-30 07:25:02

Teraz wzgl臋dem drugiej osi:
$M_{x}=\int_{K}^{0}gyds=g\int_{0}^{2}4t^2\sqrt{1+64t^2}dt$$M_{x}=4g\int_{0}^{2}t^2\sqrt{1+64t^2}dt$
Przez podstawienie
$m=8t$
ca艂ka sprowadza si臋 do postaci:
$M_{x}=\frac{1}{128}g\int_{0}^{16}m^2\sqrt{1+m^2}dm$

Wiadomo艣膰 by艂a modyfikowana 2013-05-30 08:05:44 przez zorro

zorro
post贸w: 106
2013-05-30 09:13:06

Obliczamy najpierw ca艂k臋:
$I_{p}=\int_{0}^{16}m*m*\sqrt{1+m^2}dm$
stosujemy podstawienie Eulera:
$k=m+\sqrt{1+m^2}$
sk膮d:
$k=1 \iff m=0$
$k=16+\sqrt{257}\approx 32.03 \approx 32 \iff m=16$
$m^2=\frac{(k^2-1)^2}{4k^2}$
$\sqrt{1+m^2}=\frac{k^2+1}{2k}$
$dm=\frac{k^2+1}{2k^2}$
I ca艂ka sprowadza si臋 do postaci:
$I_{p}=\frac{1}{16}\int_{1}^{32}\frac{k^8-2k^4+1}{k^5}dk$
$I_{p}=\frac{1}{16}*|\frac{1}{4}k^4-2lnk-\frac{1}{4k^4}|_{k:32,1}\approx 16383$
Ostatecznie
$M_{x}\approx 128g$

I mamy 艣rodek masy:
$x_{c}=\frac{M_{y}}{m_{k}}=\frac{21.45}{15.81}=1.38$
$y_{c}=\frac{M_{x}}{m_{k}}=\frac{128}{15.81}=8.1$

strony: 1

Prawo do pisania przys艂uguje tylko zalogowanym u偶ytkownikom. Zaloguj si臋 lub zarejestruj

© 2019 Mariusz iwi駍ki      o serwisie | kontakt   drukuj