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Ejercicio

Basados en la curva que graficada anteriormente:

r(θ)=1+cos(θ)r(\theta) = 1 + \cos(\theta)

Ahora trabajarán con una nueva curva polar:

r(θ)=cos(2θ)r(\theta) = \cos(2\theta)

Esta curva tiene forma de flor polar con varios pétalos.


📌 Instrucciones

  1. Grafiquen la curva r=cos(2θ)r = \cos(2\theta), tal como hicimos con la anterior.
    Utilicen un intervalo de θ\theta entre 00 y 2π2\pi.

  2. Identifiquen el intervalo de integración adecuado para calcular el área de un solo pétalo.
    Justifiquen su elección basados en la simetría y el momento en que r=0r = 0.

  3. Escriban la integral que deben resolver para hallar el área de ese pétalo, usando la fórmula del área en coordenadas polares:

A=θ1θ212[r(θ)]2dθA = \int_{\theta_1}^{\theta_2} \frac{1}{2} [r(\theta)]^2\, d\theta
  1. Expresen el integrando de forma simplificada usando identidades trigonométricas.
    Luego, escriban la antiderivada que van a evaluar.

  2. Calculen el valor final de la integral, y comparenlo con lo que esperaban visualmente.
    ¿Es coherente con el área que se ve en la gráfica?


📝 Notas

  • Si terminan pronto, intenten hallar el área total encerrada por toda la flor.

🧪 Recordatorio: código para graficar la curva

import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt theta = np.linspace(0, 2*np.pi, 1000) r = np.cos(2*theta) x = r * np.cos(theta) y = r * np.sin(theta) plt.figure(figsize=(6,6)) plt.plot(x, y, color='purple') plt.fill(x, y, alpha=0.2, color='purple') plt.title(r"Curva polar: $r = \cos(2\theta)$") plt.gca().set_aspect('equal') plt.grid(True) plt.show()
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