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Sabendo que \(S=\int_{\alpha}^{\beta} \frac{1}{2}|f(\theta)|^{2} d \theta=\int_{\alpha}^{\beta} \frac{1}{2} \rho^{2} d \theta\) calcule a área da função \(\rho=\cos 2 \theta\) (rosácea) no intervalo [0, \(\pi\)].
A) \(\pi\)
B) \(\frac{\pi}{2}\)
C) \(\frac{\pi}{8}\)
D) \(-\pi\)
E) \(\frac{\pi}{4}\)
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CuriosidadesGerais

ano passado

Respostas

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ano passado

Para calcular a área da função \(\rho = \cos(2\theta)\) no intervalo \([0, \pi]\), precisamos usar a fórmula dada: \[ S = \int_{\alpha}^{\beta} \frac{1}{2} |f(\theta)|^{2} d\theta = \int_{\alpha}^{\beta} \frac{1}{2} \rho^{2} d\theta \] Substituindo \(\rho\) na fórmula, temos: \[ S = \int_{0}^{\pi} \frac{1}{2} (\cos(2\theta))^{2} d\theta \] Agora, vamos calcular \((\cos(2\theta))^{2}\): \[ (\cos(2\theta))^{2} = \frac{1 + \cos(4\theta)}{2} \] Substituindo isso na integral, temos: \[ S = \int_{0}^{\pi} \frac{1}{2} \cdot \frac{1 + \cos(4\theta)}{2} d\theta = \int_{0}^{\pi} \frac{1 + \cos(4\theta)}{4} d\theta \] Agora, podemos separar a integral: \[ S = \frac{1}{4} \int_{0}^{\pi} 1 d\theta + \frac{1}{4} \int_{0}^{\pi} \cos(4\theta) d\theta \] Calculando a primeira parte: \[ \int_{0}^{\pi} 1 d\theta = \pi \] E a segunda parte: \[ \int_{0}^{\pi} \cos(4\theta) d\theta = 0 \quad (\text{pois a integral de um cosseno completo em um período é zero}) \] Portanto, temos: \[ S = \frac{1}{4} \cdot \pi + \frac{1}{4} \cdot 0 = \frac{\pi}{4} \] Assim, a área da função \(\rho = \cos(2\theta)\) no intervalo \([0, \pi]\) é: E) \(\frac{\pi}{4}\)

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