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Cálculo

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Utilizando seus conhecimentos e o que foi discutido na Unidade 3, calcule a área contida em um laço de rosácea de quatro pétalas ? = cos ⁡ ( 2 ? ) r=cos(2θ) Note que − ? 4 ≤ ? ≤ ? 4 e 0 ≤ ? ≤ cos ⁡ ( 2 ? ) − 4 π ​ ≤θ≤ 4 π ​ e0≤r≤cos(2θ) Selecione a resposta: A) ? 8 8 π ​ B) ? 2 2 π ​ C) ? 4 4 π ​ D) ? 6 6 π ​ E) ? 12 12 π ​
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Ana Paula Henrique Lemos

há 23 horas

Respostas

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há 23 horas

Para calcular a área contida em um laço de rosácea de quatro pétalas descrito pela equação \( r = \cos(2\theta) \), utilizamos a fórmula da área em coordenadas polares: \[ A = \frac{1}{2} \int_{\alpha}^{\beta} r^2 \, d\theta \] Neste caso, a função \( r = \cos(2\theta) \) tem quatro pétalas, e cada pétala é formada em um intervalo de \( \theta \) de \( 0 \) a \( \frac{\pi}{2} \). Portanto, para calcular a área total, precisamos multiplicar a área de uma pétala por 4. 1. Calcular a área de uma pétala: \[ A_{\text{pétala}} = \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} (\cos(2\theta))^2 \, d\theta \] 2. Usar a identidade \( \cos^2(x) = \frac{1 + \cos(2x)}{2} \): \[ A_{\text{pétala}} = \frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{1 + \cos(4\theta)}{2} \, d\theta \] \[ = \frac{1}{4} \left( \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} 1 \, d\theta + \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos(4\theta) \, d\theta \right) \] 3. Calcular as integrais: - A primeira integral: \[ \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} 1 \, d\theta = \frac{\pi}{2} \] - A segunda integral: \[ \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos(4\theta) \, d\theta = \left[ \frac{\sin(4\theta)}{4} \right]_{0}^{\frac{\pi}{2}} = 0 \] 4. Substituir os resultados: \[ A_{\text{pétala}} = \frac{1}{4} \left( \frac{\pi}{2} + 0 \right) = \frac{\pi}{8} \] 5. Calcular a área total: \[ A_{\text{total}} = 4 \times A_{\text{pétala}} = 4 \times \frac{\pi}{8} = \frac{\pi}{2} \] Portanto, a área total contida em um laço de rosácea de quatro pétalas é: B) \( \frac{\pi}{2} \).

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