微积分求弧长求y=x^2在【0,1】间的弧长,但是我正好做到你说的最后一步卡住了，关键是根号下（1+4x^2）dx如何积出来？换元积还是如何？
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/20 05:56:39
微积分求弧长求y=x^2在【0,1】间的弧长,但是我正好做到你说的最后一步卡住了，关键是根号下（1+4x^2）dx如何积出来？换元积还是如何？
微积分求弧长
求y=x^2在【0,1】间的弧长,
但是我正好做到你说的最后一步卡住了，关键是根号下（1+4x^2）dx如何积出来？换元积还是如何？
微积分求弧长求y=x^2在【0,1】间的弧长,但是我正好做到你说的最后一步卡住了，关键是根号下（1+4x^2）dx如何积出来？换元积还是如何？
∵y=x^2,则y'=2x,√(1+y'²)=√(1+4x²)
∴根据弧长公式,得
所求弧长s=∫(0,1)√(1+y'²)dx
=∫(0,1)√(1+4x²)dx
∵设x=1/2tanθ,则dx=1/2sec²θdθ
当x=1时,θ=arctan2 ==>sinθ=2/√5
当x=0时,θ=0
∴所求弧长s=∫(0,arctan2)secθ*1/2sec²θdθ
=1/2∫(0,arctan2)sec³θdθ
=1/2∫(0,arctan2)cosθ/[(cosθ)^4]dθ
=1/2∫(0,arctan2)d(sinθ)/(1-sin²θ)²
=1/8∫(0,arctan2)[1/(1+sinθ)+1/(1-sinθ)+1/(1+sinθ)²+1/(1-sinθ)²]d(sinθ)
=1/8[ln(1+sinθ)-ln(1-sinθ)-1/(1+sinθ)+1/(1-sinθ)]|(0,arctan2)
=1/8{ln[(1+sinθ)/(1-sinθ)]+2sinθ/(1-sin²θ)}|(0,arctan2)
=1/8{ln[(√5+2)/(√5-2)]+(4/√5)/(1-4/5)}
=1/8[ln(9+4√5)+4√5].
设此弧长为s，
ds=根号(1+4x^2)dx
s=积[开方(1+4x^2)]dx
可设2x=sina,2dx=cosada
s=积[开方(1+4x^2)]dx
=(1/2)积[cos^2ada]
=a/4+(sin2a)/8
=x/2+(sin4x)/8
==1/2+(sin4)/8
弧长微分ds=开方(dx^2+dy^2),而dy=2xdx
ds=开方(1+4x^2)*dx
s=积分（上限1下限0）开方(1+4x^2)*dx
这个积分计算要运用三角代换法,令:
2x=tant,
然后换元换限:对应的新的积分上下限分别为0,arctan2
开方(1+4x^2)=sect,
dx=0.5sec^2t*dt.
s=0....
全部展开
弧长微分ds=开方(dx^2+dy^2),而dy=2xdx
ds=开方(1+4x^2)*dx
s=积分（上限1下限0）开方(1+4x^2)*dx
这个积分计算要运用三角代换法,令:
2x=tant,
然后换元换限:对应的新的积分上下限分别为0,arctan2
开方(1+4x^2)=sect,
dx=0.5sec^2t*dt.
s=0.5积分（上限arctan2,下限0）sec^3t*dt就可以求出结果了.
收起
弧长微分ds=开方(dx^2+dy^2),而dy=2xdx
ds=开方(1+4x^2)*dx
s=积分（上限1下限0）开方(1+4x^2)*dx
然后求这个积分就可以了