设摆线的参数方程为x=a(t?sint)y=a(1?cost)其中0≤t≤2π,常数a>0.设该摆线在0≤t≤2π部分的弧长等

2025-01-24 05:46:23
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回答1:

由弧长的计算公式可得,弧长微分
ds=

[x′(t)]2+[y′(t)]2
dt
=
(a(1?cost))2+(asint)2
dt
=
2a2(1?cost)
dt

=
4a2sin2
t
2
dt

=2a|sin
t
2
|dt

故该摆线在0≤t≤2π部分的弧长为
L=
ds
 
=
2a|sin
t
2
|dt

=
2asin
t
2
dt

=?4acos
t
2
|

=8a.
该弧段绕x轴旋转一周所得旋转曲面面积为:
S=
y
(x′(t))2+(y′(t))2
dt

=
a(1?cost)2a|sin
t
2
|dt

=a2
∫ 
(1?cos2
t
2
)sin
t
2
dt

=?16πa2(cos
t
2
?
1
3
cos3
t
2
)
|

=
64π
3
a2

由题意,L=S,即:
8a=
64π
3
a2

求解即得:a=
3