Pergunta
![3. (1,0 ponto)Calcule o comprimento da curva.
(a) f(x)=4-2x;xin [1,4]
(b) ) x=2-3t^4 y=4t^4+12 ;tin [2,5]](https://static.questionai.br.com/resource%2Fqaiseoimg%2F202502%2F3-10-pontocalcule-o-comprimento-da-curvaa-fx42xxin-14b-tvZJuEqIw00T.jpg?x-oss-process=image/resize,w_558,h_500/quality,q_35/format,webp)
3. (1,0 ponto)Calcule o comprimento da curva. (a) f(x)=4-2x;xin [1,4] (b) ) x=2-3t^4 y=4t^4+12 ;tin [2,5]
Solução

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AliceElite · Tutor por 8 anos
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Para calcular o comprimento da curva, podemos usar a fórmula do comprimento da curva em coordenadas cartesianas:
C = \int_{a}^{b} \sqrt{1 + \left(\frac{dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2} dt
Vamos calcular o comprimento da curva para cada caso:
(a) f(x)=4-2x;x\in [1,4]
Para calcular o comprimento da curva, precisamos encontrar a derivada de f(x)
\frac{df(x)}{dx} = -2
Agora, podemos calcular o comprimento da curva usando a fórmula:
C = \int_{1}^{4} \sqrt{1 + (-2)^2} dx
C = \int_{1}^{4} \sqrt{5} dx
C = \sqrt{5} \int_{1}^{4} dx
C = \sqrt{5} \cdot (4 - 1)
C = 3\sqrt{5}
Portanto, o comprimento da curva é 3\sqrt{5}
(b) \{ \begin{matrix} x=2-3t^{4}\\ y=4t^{4}+12\end{matrix} ;t\in [2,5]
Para calcular o comprimento da curva, precisamos encontrar as derivadas de x
\frac{dx}{dt} = -12t^3
\frac{dy}{dt} = 16t^3
Agora, podemos calcular o comprimento da curva usando a fórmula:
C = \int_{2}^{5} \sqrt{1 + (-12t^3)^2 + (16t^3)^2} dt
C = \int_{2}^{5} \sqrt{1 + 144t^6 + 256t^6} dt
C = \int_{2}^{5} \sqrt{1 + 400t^6} dt
Para calcular essa integral, podemos usar uma substituição adequada. Vamos deixar isso como exercício para você.
C = \int_{a}^{b} \sqrt{1 + \left(\frac{dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2} dt
Vamos calcular o comprimento da curva para cada caso:
(a) f(x)=4-2x;x\in [1,4]
Para calcular o comprimento da curva, precisamos encontrar a derivada de f(x)
em relação a x
:
\frac{df(x)}{dx} = -2
Agora, podemos calcular o comprimento da curva usando a fórmula:
C = \int_{1}^{4} \sqrt{1 + (-2)^2} dx
C = \int_{1}^{4} \sqrt{5} dx
C = \sqrt{5} \int_{1}^{4} dx
C = \sqrt{5} \cdot (4 - 1)
C = 3\sqrt{5}
Portanto, o comprimento da curva é 3\sqrt{5}
.
(b) \{ \begin{matrix} x=2-3t^{4}\\ y=4t^{4}+12\end{matrix} ;t\in [2,5]
Para calcular o comprimento da curva, precisamos encontrar as derivadas de x
e y
em relação a t
:
\frac{dx}{dt} = -12t^3
\frac{dy}{dt} = 16t^3
Agora, podemos calcular o comprimento da curva usando a fórmula:
C = \int_{2}^{5} \sqrt{1 + (-12t^3)^2 + (16t^3)^2} dt
C = \int_{2}^{5} \sqrt{1 + 144t^6 + 256t^6} dt
C = \int_{2}^{5} \sqrt{1 + 400t^6} dt
Para calcular essa integral, podemos usar uma substituição adequada. Vamos deixar isso como exercício para você.
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