Find the length of the curve defined parametrically by x=a(cost+tsint),y=a(sin t - t cos t)x = a(cos t + t sin t), y = a\text{(sin t - t cos t)} for 0 ≤ t ≤ π/2.

Answer: वक्र की लंबाई aπ28\frac{a\pi^2}{8} है।

Step-by-step solution

Step 1: अवकलज ज्ञात करें

सबसे पहले, हमें दिए गए प्राचलिक समीकरणों xx और yy के tt के सापेक्ष अवकलज dxdt\frac{dx}{dt} और dydt\frac{dy}{dt} ज्ञात करने होंगे। हम गुणन नियम और योग/घटाव नियम का उपयोग करके प्रत्येक पद का अवकलन करते हैं।

Step 2: वर्गों का योग ज्ञात करें

अब, हम dxdt\frac{dx}{dt} और dydt\frac{dy}{dt} के वर्गों का योग ज्ञात करते हैं। त्रिकोणमितीय सर्वसमिका cos⁡2t+sin⁡2t=1\cos^2 t + \sin^2 t = 1 का उपयोग करके इसे सरल किया जा सकता है।

Step 3: चाप की लंबाई का सूत्र लागू करें

प्राचलिक समीकरणों द्वारा परिभाषित वक्र की चाप की लंबाई ज्ञात करने का सूत्र ∫t1t2(dxdt)2+(dydt)2dt\int_{t_1}^{t_2} \sqrt{\left(\frac{dx}{dt}\right)^2 + \left(\frac{dy}{dt}\right)^2} dt है। हम t1=0t_1 = 0 और t2=π/2t_2 = \pi/2 के साथ पहले से गणना किए गए मान को प्रतिस्थापित करते हैं।

Step 4: समाकलन करें

हम वर्गमूल को सरल करते हैं और फिर tt के सापेक्ष समाकलन करते हैं। चूंकि tt का मान 00 से π/2\pi/2 के बीच है, atat हमेशा धनात्मक होगा, इसलिए ∣at∣=at|at| = at ।

Step 5: निश्चित समाकलन का मूल्यांकन करें

अंत में, हम समाकलन की ऊपरी और निचली सीमाओं का उपयोग करके निश्चित समाकलन का मूल्यांकन करते हैं।

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