Problema nº 25 de funciones de varias variables, longitud de una curva aplicando integrales

Enunciado del ejercicio nº 25

Calcular el perímetro del dominio plano:

Gráfico del perímetro de un dominio plano

Gráfico del perímetro de un dominio plano

(x - 1)² ≤ 4·y ≤ 1 + 2·x

Desarrollo

Fórmulas:

Fórmula de la integral de la longitud de la curva dada en forma paramétrica

Fórmula de la integral de la longitud de la curva

Solución

Para el perímetro calculamos la longitud de ambas curvas y luego las sumamos.

Cálculo de la longitud de la curva

s = s₁ + s₂

Hallamos los límites de integración:

(x - 1)² = 1 + 2·x

x² - 2·x + 1 = 1 + 2·x

x² - 4·x = 0

x·(x - 4) = 0

x₁ = 0 y x₂ = 4

Planteamos las integrales:

Cálculo de la longitud de la curva

Resolvemos:

Cálculo de la longitud de la curva

Integramos:

Cálculo de la longitud de la curva

Para la segunda integral aplicamos un cambio de variable:

Cálculo de la longitud de la curva

Cálculo de la longitud de la curva

Como:

Cálculo de la longitud de la curva

Integramos:

Cálculo de la longitud de la curva

Revirtiendo el cambio de variable con:

Cálculo de la longitud de una curva

Sumando:

Cálculo de la longitud de una curva

Ejemplo, cómo hallar la longitud de una curva aplicando integrales

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