به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
987 بازدید
در دانشگاه توسط toorin (6 امتیاز)
برچسب گذاری دوباره توسط AmirHosein

مساحت یک گلبرگ از گلبرگ‌های تشکیل شده بوسیلهٔ $r\sin(2\theta)$ را محاسبه کنید و ثابت کنید که مساحت گلبرگ برابر با نصف مساحت دایرهٔ دربرگیرندهٔ آن است. این پرسش در درس ریاضی عمومی مطرح شده است.

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط AmirHosein (19,733 امتیاز)

توجه کنید که نخستین گلبرگ از زاویهٔ $\theta=0$ شروع و به $\theta=\frac{\pi}{2}$ ختم می‌شود. پارامتر ضابطهٔ گل را $R$ در نظر بگیرید و $r$ و $\theta$ را برای مختصات قطبی نگه‌دارید. قطر (فاصلهٔ دورترین جفت‌نقطه از) شکل ما $R$ است پس شعاع دایرهٔ دربرگیرنده‌اش برابر با $\frac{R}{2}$ می‌شود (مرکز این دایره میانهٔ پاره‌خط وصل‌کنندهٔ دو نقطهٔ شکل با بیشترین فاصله است). می‌توانید به شکل زیر نگاه کنید.

enter image description here

مساحت دایرهٔ دربرگیرندهٔ گلبرگ برابر است با $$\pi(\frac{R}{2})^2=\frac{\pi R^2}{4}$$

اینک مساحت گلبرگ را بیابیم. $$\begin{array}{ll}\int_0^{\frac{\pi}{2}}\int_0^{R\sin 2\theta}rdrd\theta & =\int_0^{\frac{\pi}{2}}(\left.\frac{1}{2}r^2\right]_0^{R\sin 2\theta})d\theta\\ & =\int_0^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{2}R^2\sin^22\theta d\theta\\ & \int_0^{\frac{\pi}{2}}\frac{1}{2}R^2\frac{1-\cos 4\theta}{2}d\theta\\ & =\frac{1}{4}R^2\int_0^{\frac{\pi}{2}}(1-\cos 4\theta)d\theta\\ & =\frac{1}{4}R^2(\left.\theta-\frac{1}{4}\sin 4\theta)\right]_0^{\frac{\pi}{2}}\\ & =\frac{\pi R^2}{8}\end{array}$$ که نصف مساحت دایرهٔ دربرگیرنده (احاطه‌کننده، محیط) اش می‌شود.

برای ترجمه ی یک جمله از انگلیسی به فرانسوی دو چیز ضروری است. اول، باید جمله ی انگلیسی را تماما بفهمیم. دوم، باید با اصطلاحات ویژه ای که در زبان فرانسوی هستند آشنا باشیم. این وضعیت خیلی شبیه هنگامی است که سعی داریم شرط را که با کلمات بیان شده است با نمادهای ریاضی بیان کنیم. اول، باید آن را تمام درک کنیم. دوم، باید با اصطلاحات ریاضی ریاضی آشنا باشیم.
...