Bogenlänge einer Kurve berechnen

Aufrufe: 635     Aktiv: 15.12.2019 um 11:37

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Hallo,

Meine Angabe: Berechne die Bogenlänge der Kurve x(a)=a*cos(a), y(a)=a*sin(a) für a € [0,2PI]

Mein Ansatz: Habe nun folgende Formel gefunden:  

Mein Problem liegt nun in der Angabe, und zwar dahingehend, dass ich nicht verstehe wie ich nun meine einzusetzende Funktion bekommen (d.h. wie ich aus x(a) und y(a) eine Funktion erhalte?). Oder ist die Angabe vielleicht so zu verstehen, dass einfach die Bogenlänge von x(a) und y(a) unabhängig voneinander zu berechnen sind, wogegen jedoch "...der Kurve" (Singular) sprechen würde.

Wäre über eine Hilfestellung bezüglich meines Problems sehr dankbar. Die weitere Ausführung der Berechnung ist nicht nötig.

 

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Die Formel die du gefunden hast, ist dafür gut die Länge eines Funktionsgraphen, einer Funktion \( f : [a,b] \rightarrow \mathbb{R} \). Jetzt willst du aber die Länge einer Kurve \( \gamma = (\gamma_1,...,\gamma_n) : [a,b] \rightarrow \mathbb{R^n} \) berechnen. Dafür bietet sich die Formel für (stetig differenzierbare) Kurven an: \( L(\gamma,[a,b]) = \int_a^b \Vert \gamma'(t)\Vert_2 dt\), wobei \(\gamma'(t) = (\gamma_1'(t),...,\gamma_n'(t)). \) . Daher kommt tatsächlich auch die Formel die du gefunden hast. Der Graph einer Funktion \( f : [a,b] \rightarrow \mathbb{R} \) ist ja nichts anderes als der Graph einer Kurve \(\gamma(x) = (x,f(x)) \), hier wäre \( \Vert \gamma'(x)\Vert_2 = \Vert 1+f'(x) \Vert_2 = \sqrt{1+f'(x)^2} \)
Wenn du noch Fragen hast, kannst du sie gerne stellen.

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