Longueur de courbe :)
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Longueur de courbe :)



  1. #1
    maxime10

    Longueur de courbe :)


    ------

    Bonjour à tous,

    Il m'est demandé de montrer que la longueur de l'ellipse d'équation x^2+4y^2=4a^2 et que la longueur de la courbe r=a*sin(2theta) sont égales.

    Pour l'ellipse , je remarque que le petit rayon (sur y) vaut a et que le grand (sur x) vaut 2a.

    Grâce à un paramétrage, je trouve que x=2*a*cos(theta) et y=a*cos(theta)

    L'intégrale de longueur (de 0 à 2pi) est donc sqrt(4*a^2*sin^2(theta)+a^2*co s^2(theta)) qui après simplification donne a*sqrt(1+3sin^2(theta)) , que je n'arrive pas à intégrer.

    Pour l'autre courbe, mon intégrale de longueur vaut (de 0 a 2pi) : sqrt(a^2*sin^2(2*theta)+4*a^2* cos^2(2*theta)) qui donne après simplification a*sqrt(1+3*cos^2(2*theta)) , que je n'arrive pas à intégrer.

    Quand je calcule ces 2 intégrales via la calculette j'obtiens bien l'egalité , à savoir L=9.68884482 unité de longueur.

    Pour montrer l'égalité, j'ai pensé à montrer que les deux intégrants sont egaux , mais je n'arrive à rien de bon.

    Est ce que vous avez une idée pour montrer cette egalité par calcule soit en me disant comment résoudre cette intégrale , ou en me disant comment montrer l'égalité des intégrants ou une autre manière si vous avez d'autres idées.

    Merci d'avance,

    Maxime10

    -----

  2. #2
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Longueur de courbe :)

    Bonjour.

    Sauf erreur, on passe d'une intégrale à l'autre par le changement de variable t'=pi/2 -t puis en utilisant le fait que l'intégrale d'une fonction périodique sur un intervalle de longueur un nombre entier de périodes ne dépend pas de l'origine de l'intervalle.

    Cordialement.

  3. #3
    maxime10

    Re : Longueur de courbe :)

    Je n'y avais pas pensé
    Merci beaucoup!!

  4. #4
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : Longueur de courbe :)

    En fait, l'idée de ce changement de variable est ultra-classique : sin(pi/2-x)=cos(x) et il y avait justement un sin d'un côté, un cos de l'autre.

    Cordialement.

  5. A voir en vidéo sur Futura

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