הבדלים בין גרסאות בדף "אורך עקומה"

מתוך Math-Wiki
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(יצירת דף עם התוכן "300px תהי f פונקציה גזירה ברציפות בקטע סגור <math>[a,b]</math>. נקרב את א...")
 
מ (משעמם לי.)
שורה 1: שורה 1:
 
[[קובץ:קירוב אורך גרף.png|ימין|300px]]
 
[[קובץ:קירוב אורך גרף.png|ימין|300px]]
  
תהי f פונקציה גזירה ברציפות בקטע סגור <math>[a,b]</math>. נקרב את אורך העקומה שלה (אורך הקו שלה בגרף) על ידי גבול סכום המיתרים בין נקודות הפונקציה על חלוקות (סכום הקוים הכחולים בציור).
+
תהי f פונקציה גזירה ברציפות בקטע סגור <math>[a,b]</math>. נקרב את אורך העקומה שלה (אורך הקו שלה בגרף) על ידי גבול סכום המיתרים בין נקודות הפונקציה על חלוקות (סכום הקווים הכחולים בציור).
  
עבור חלוקת הקטע <math>P=\{x_0,...,x_n\}</math> הנוסחא לסכום המיתרים נתונה על ידי:
+
עבור חלוקת הקטע <math>P=\{x_0,...,x_n\}</math>, הנוסחא לסכום המיתרים נתונה על ידי:
  
 
{{left|<math>\begin{align}L(P)&=\sum_{k=1}^n\sqrt{(x_{k-1}-x_k)^2+(f(x_k)-f(x_{k-1}))^2}\\&=\sum_{k=1}^n\sqrt{1+\left(\frac{f(x_k)-f(x_{k-1})}{x_k-x_{k-1}}\right)^2}\ (x_k-x_{k-1})\\&=\sum_{k=1}^n\sqrt{1+f'(c_k)^2}\Delta x_k\end{align}</math>}}
 
{{left|<math>\begin{align}L(P)&=\sum_{k=1}^n\sqrt{(x_{k-1}-x_k)^2+(f(x_k)-f(x_{k-1}))^2}\\&=\sum_{k=1}^n\sqrt{1+\left(\frac{f(x_k)-f(x_{k-1})}{x_k-x_{k-1}}\right)^2}\ (x_k-x_{k-1})\\&=\sum_{k=1}^n\sqrt{1+f'(c_k)^2}\Delta x_k\end{align}</math>}}

גרסה מ־18:53, 28 באפריל 2012

קירוב אורך גרף.png

תהי f פונקציה גזירה ברציפות בקטע סגור [a,b]. נקרב את אורך העקומה שלה (אורך הקו שלה בגרף) על ידי גבול סכום המיתרים בין נקודות הפונקציה על חלוקות (סכום הקווים הכחולים בציור).

עבור חלוקת הקטע P=\{x_0,...,x_n\}, הנוסחא לסכום המיתרים נתונה על ידי:

\begin{align}L(P)&=\sum_{k=1}^n\sqrt{(x_{k-1}-x_k)^2+(f(x_k)-f(x_{k-1}))^2}\\&=\sum_{k=1}^n\sqrt{1+\left(\frac{f(x_k)-f(x_{k-1})}{x_k-x_{k-1}}\right)^2}\ (x_k-x_{k-1})\\&=\sum_{k=1}^n\sqrt{1+f'(c_k)^2}\Delta x_k\end{align}


כאשר הנקודות c_k מקיימות \forall k:\ c_k\in(x_{k-1},x_k). אכן קיימות נקודות כאלה לפי משפט לגראנז'.


הגענו לסכום רימן עבור הפונקציה \sqrt{1+f'(x)^2}. כיוון שנתון כי f'(x) רציפה, גם \sqrt{1+f'(x)^2} רציפה בקטע הסגור ולכן אינטגרבילית.

על כן סכומי רימן אלה שואפים לאינטגרל \int\limits_a^b\sqrt{1+f'(x)^2}\ \mathrm dx וזוהי הנוסחא לחישוב אורך עקום של פונקציה.