由r=3cosx及r=1+cosx所围成图形的公共部分面积

1个回答

  • 这种题做起来很麻烦的,积分号又不好写.

    第一个是圆的极坐标方程,第二个是心脏线的极坐标方程

    第一个化为参数方程为:x=3costcost;y=3costsint

    第二个化为参数方程为:x=(1+cost)cost;y=(1+cost)sint

    2条曲线有2个交点,y>0的部分交点为t=π/3处

    只求y>0部分的面积.s=s1+s2

    =int(π/2,π/3)(3costsint*d(3cost^2))+int(π/3,0)((1+cost)sint*d((1+cost)cost))

    记s1积分号里面的部分为:k1=-18cost^2*sint^2*dt=(-9/2)(1-cos2t^2)

    =(-9/2)(1/2-cos4t/2),所以s1=(-9/2)int(π/2,π/3)(1/2-cos4t/2)dt

    =(-9/2)(t/2-sin4t/8)|(π/2,π/3)=3π/8-9sqrt(3)/32

    记s2积分号里面的部分为:k2=-(sint+sintcost)*(sint+2sintcost)dt

    =-(sint^2+3sint^2cost+2sint^2cost^2)dt

    第一部分:k21=(cos2t-1)/2(dt),故s21=sin2t/4-t/2|(π/3,0)

    第二部分:k22=-3sint^2d(sint),故s22=-sint^3|(π/3,0)

    第三部分:k23=(cos2t^2-1)/2(dt)=(cos4t/4-1/4)dt,故s23=sin4t/16-t/4|(π/3,0)

    所以s2=s21+s22+s23=(π/6-sqrt(3)/8)+3sqrt(3)/8+(sqrt(3)/32+π/12)

    =π/4+9sqrt(3)/32

    所以所求面积ss=2s=2(s1+s2)=2(3π/8-9sqrt(3)/32+π/4+9sqrt(3)/32)=5π/4