Как найти длину дуги кривой, заданной уравнением y = ln(cos x) на интервале 0 < x < pi/4?
Алгебра 11 класс Длина дуги кривой длина дуги кривая уравнение ln(cos x) интервал 0 < x < pi/4 алгебра 11 класс
Чтобы найти длину дуги кривой, заданной уравнением y = ln(cos x) на интервале 0 < x < π/4, мы будем использовать формулу для длины дуги функции y = f(x):
L = ∫(a to b) √(1 + (dy/dx)²) dx
Где L - длина дуги, a и b - границы интегрирования, dy/dx - производная функции y по x.
Теперь давайте пройдемся по шагам решения:
y = ln(cos x)
Для нахождения производной используем правило производной логарифмической функции и правило производной косинуса:
dy/dx = (1/cos x) * (-sin x) = -tan x
Теперь подставим dy/dx в формулу:
1 + (dy/dx)² = 1 + (-tan x)² = 1 + tan² x = sec² x
√(1 + (dy/dx)²) = √(sec² x) = sec x
L = ∫(0 to π/4) sec x dx
Интеграл sec x dx можно вычислить, используя известную формулу:
∫ sec x dx = ln |sec x + tan x| + C
Теперь подставим пределы интегрирования:
L = [ln |sec x + tan x|] (от 0 до π/4)
При x = π/4:
sec(π/4) = √2, tan(π/4) = 1
Таким образом, ln |√2 + 1|
При x = 0:
sec(0) = 1, tan(0) = 0
Таким образом, ln |1 + 0| = ln 1 = 0
L = ln |√2 + 1| - 0 = ln(√2 + 1)
Ответ: Длина дуги кривой y = ln(cos x) на интервале 0 < x < π/4 равна ln(√2 + 1).