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\( r = \sin ( \theta + \sqrt { \theta + 1 } ) \)

Ask by Powers Ruiz. in Colombia
Mar 08,2025

Upstudy AI Solution

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Answer

La función \( r = \sin\left(\theta + \sqrt{\theta + 1}\right) \) está definida para \( \theta \geq -1 \). El valor de \( r \) siempre está entre -1 y 1. Para encontrar dónde \( r = 0 \), se necesita resolver \( \theta + \sqrt{\theta + 1} = n\pi \) para enteros \( n \), lo cual generalmente se hace con métodos numéricos.

Solution

1. Determinamos el dominio de la función. Como aparece la raíz cuadrada \( \sqrt{\theta+1} \), es necesario que el radicando sea no negativo: \[ \theta+1\geq 0 \quad \Longrightarrow \quad \theta\geq -1. \] Por lo tanto, la función está definida para \( \theta\geq -1 \). 2. La función dada es \[ r=\sin\Bigl(\theta+\sqrt{\theta+1}\Bigr). \] Se trata de una función que asigna a cada ángulo \( \theta \) (dentro del dominio) un valor de radio \( r \). Aquí, el argumento del seno es la suma de dos términos: uno lineal, \( \theta \), y otro no lineal, \( \sqrt{\theta+1} \). 3. Propiedades de la función: - La función \( \sin(u) \) tiene valores en el intervalo \([-1,\,1]\), así que para cualquier \( \theta\geq -1 \) se cumple que: \[ -1\leq \sin\Bigl(\theta+\sqrt{\theta+1}\Bigr)\leq 1. \] Esto implica que los valores de \( r \) están acotados en \([-1,\,1]\). - La parte \( \theta+\sqrt{\theta+1} \) es continua y creciente (dentro del dominio \( \theta\geq -1 \)) ya que \( \theta \) es lineal y \( \sqrt{\theta+1} \) es una función creciente para \( \theta\geq -1 \). 4. Intersecciones o condiciones especiales: - Para encontrar las intersecciones con el origen en coordenadas polares, se puede buscar dónde \( r=0 \). Es decir, se debe resolver la ecuación: \[ \sin\Bigl(\theta+\sqrt{\theta+1}\Bigr)=0. \] Recordando que \( \sin(u)=0 \) cuando \( u=n\pi \) para algún \( n\in\mathbb{Z} \), se tiene: \[ \theta+\sqrt{\theta+1}=n\pi \quad \text{con } n\in\mathbb{Z}. \] Esta ecuación es trascendental y, en general, no se puede resolver de forma exacta. Para obtener soluciones particulares se requeriría un análisis numérico o gráfico. 5. Resumen: - El dominio de la función es \( \theta\geq -1 \). - La función está definida por \[ r=\sin\Bigl(\theta+\sqrt{\theta+1}\Bigr), \] donde \( r \) varía entre \(-1\) y \( 1 \). - Si se quiere encontrar puntos donde \( r=0 \), se debe resolver la ecuación \( \theta+\sqrt{\theta+1}=n\pi \) para enteros \( n \), lo cual generalmente requiere métodos numéricos para obtener soluciones específicas. Estos pasos resumen el análisis y la solución paso a paso de la función \( r=\sin\Bigl(\theta+\sqrt{\theta+1}\Bigr) \) en el contexto de sus propiedades y dominio.

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Bonus Knowledge

The polar curve \( r = \sin ( \theta + \sqrt { \theta + 1 } ) \) introduces a playful twist to the traditional sine function by incorporating a square root term. This means that as \( \theta \) changes, the radius \( r \) oscillates not only with the sine wave but also with the dynamic addition of \( \sqrt{\theta + 1} \). This gives the curve a more intricate and whimsical shape, making it a feast for the eyes when graphed in polar coordinates! To tackle this function, it's useful to visualize or sketch the curve, breaking down the behavior of \( r \) for various ranges of \( \theta \). Check specific values like \( \theta = 0 \) or \( \theta = \pi \) to find \( r \) at those points, and observe how the \( \sqrt{\theta + 1} \) adds a layer of complexity, stretching or compressing the sine function's standard wave pattern. Remember to also check for possible negatives in polar coordinates, as they can add unique twists to your plot!

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