Die Berechnung der Bogenlänge ebener Kurven
Zur Herleitung der Berechnungsformel
betrachten wir den Graphen (die "ebene Kurve") einer beliebigen
(stetigen) Funktion f in einem Intervall [a ; b] zwischen zwei Punkten
P und Q:
(Bildquelle: TCP 2001, CD zu: Mathematik Gymnasiale
Oberstufe. PAETEC-Verlag )
Man setzt zunächst
y=f(x).
Für das Bogenstück ds gilt nach
dem Satz des Pythagoras: (ds)2 »
(dx)2 + (dy)2
Daraus ergibt sich:
Bildet man nun die Summe aller zwischen
den Punkten P und Q liegenden Kurvenstücke ("Bogenstücke")
und lässt ihre Anzahl durch immer feinere Unterteilung gegen ¥
gehen, so integriert man und man erhält für die Länge der
Kurve:
Auf die Anwendung der
Formel auf konkrete Beispielaufgaben wird verzichtet, da der Schwerpunkt
des Selbstlernmaterials auf der Berechnung von Volumina und Mantelflächen
bei Rotationskörpern liegt.
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