证明曲线y=sinx x在区间【0,2π】的弧长等于椭圆x^2+2y^2=2的周长

2个回答

  • 弧长积分公式:

    一般方程:s=∫√(1+y'^2)dx

    参数方程x=x(t),y=y(t):s=∫(√[x'(t)^2+y'(t)^2])dt

    1)对曲线y=sinx,x∈[0,2π],y'=cosx

    由于正弦曲线的对称性,可先求其弧长的1/4,即s/4,x∈[0,π/2]

    ∴s/4=∫(0,π/2)√(1+(cosx)^2)dx

    2)对椭圆x^2+2y^2=2,即x^2/2+y^2=1

    可变换为参数方程:x=x(t)=acost=√2cost,y=y(t)=bsint=sint,t∈[0,2π]

    则有x'(t)=-√2sint,y'(t)=cost

    由椭圆的对称性,也可先求其周长的1/4,即L/4,t∈[0,π/2]

    L/4=∫(0,π/2)√[(-√2sint)^2+(cost)^2]dt

    =∫(0,π/2)√[2(sint)^2+(cost)^2]dt

    =∫(0,π/2)√[1+(sint)^2]dt

    这两个式子积分出来的s和L的结果应该不相等,楼主的椭圆方程是否有问题?

    如果把椭圆方程换成2x^2+y^2=2,则s和L的结果相同.

    大家可以仔细讨论验算一下,看看我的计算是否有误.