Berechnung Flächeninhalts Rechtecks in Polarkoordinaten?

1 Antwort

Von Experte ChrisGE1267 bestätigt

Naja, eine schon eher seltsame Aufgabenstellung nach dem Motto: "Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht ?"

Natürlich ist das Ergebnis, nämlich A = a*b , schon klar, bevor wir zu den Polarkoordinaten übergehen.

Legen wir das Rechteck so in ein (kartesisches) Koordinatensystem, dass seine Eckpunkte in O(0|0), P(a|0), Q(a|b) und R(0|b) liegen. Für das Integrieren in Polarkoordinaten mit dem Ursprung O kann man das Rechteck in die beiden Dreiecke OPQ und OQR aufteilen. Das Integral für das erste dieser Dreiecke wäre dann:

\int \limits_{0}^α \frac{r^2\}{2}\ dφ 

wobei r(phi) = a / cos(phi)

und alpha = arctan(b/a)

Das Teilergebnis sollte natürlich a*b/2 sein. Dann ein zweites Teilintegral für das obere Dreieck (natürlich nochmals mit demselben Teilergebnis).

Summa summarum dann A = (a*b)/2 + (a*b)/2 = a*b

(Sorry, habe extreme Mühe mit dem hiesigen "Editor")