Matematik

Når logikken driller...

14. december 2010 af bemil (Slettet) - Niveau: A-niveau

Der må være et eller andet, der ikke passer, men jeg kan simpelthen ikke finde ud af hvad.

Jeg er ved at finde kurvelængden for en ganske normal cykloide, der ruller én gang.

Hvis jeg sætter radius til 1 bliver kurvelængden 4pi. (4) Det lyder ikke helt tosset.

Det underlige er, at når jeg sætter radius til 0.5, bliver kurvelængden 3,1415, hvilket jo er nøjagtig det samme som dens omkreds. (3).

Hvis jeg ikke har integralet fra 0 til 2pi  bliver det ikke en hel "runde", så hvad i alverden kan det være???

Jeg har vedhæftet et screenshot af mine mapleudregninger

Håber at få det opklaret.

Vedhæftet fil: kurvelængden.png

Brugbart svar (2)

Svar #1
14. december 2010 af Andersen11 (Slettet)

Cykloiden har parameterfremstillingen

(x(t) , y(t)) = ( r(t - sin(t)) , r(1 - cos(t)) ) , med

(dx/dt , dy/dt) = ( r(1 - cos(t)) , r·sin(t) )

og man finder buelængden for t ∈ [0 , 2π]

L = 0 ((dx/dt)2 + (dy/dt)2)1/2 dt

   = 0 (r2(1 + cos(t)2 + sin(t)2 -2cos(t)))1/2 dt

   = 0 r·(2 - 2cos(t))1/2 dt

   = r·0 (2 - 2cos(2t/2))1/2 ·2d(t/2)

   = 2r 0π (2 - 2cos(2u))1/2 du

   = 2r 0π (4·sin(u)2)1/2 du

   = 2r 0π 2sin(u) du

   = 4r·[-cos(u)]π0 = 4r(1+1) = 8r

Dine resultater er ikke korrekt.


Svar #2
14. december 2010 af bemil (Slettet)

 Tak for hjælpen, Andersen

Jeg fandt fejlen... Jeg havde glemt at sætte det under et kvadratrodstegn... typisk mig.

Jeg kan vel ikke få dig til at knytte en kort kommentar til hvad det er du gør, fra linjen, hvor du sætter r udenfor integralet?

Jeg kunne nemlig rigtig godt tænke mig at kunne forstå det hele vejen


Brugbart svar (3)

Svar #3
14. december 2010 af mathon

her benyttes
substitutionen  
                                t = 2u  og dermed   dt = 2du
grænser
                          øvre:      2π → π      
                          nedre      0 →  0             

hvoraf
                 (2 - 2cos(t))1/2 = (2 - 2cos(2u))1/2 = (2(1-cos(2u)))1/2 = (2(2·sin2(u)))1/2 = (22·sin2(u))1/2 = 2sin(u)

.....................
kendes fra fomlen

                       cos(2u) = 1 - 2sin2(u)
hvoraf
                       1 - cos(2u) = 2sin2(u)


 


Skriv et svar til: Når logikken driller...

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.