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Calculadora de longitud de arco

Calcula la longitud de arco de una curva y=f(x) de x=a a x=b usando L=∫√(1+f′(x)²) dx, evaluada numéricamente con la regla de Simpson adaptativa.

Introduce f(x) usando x como variable y los extremos del intervalo a y b.

Acerca de esta herramienta

La Calculadora de longitud de arco es una herramienta gratuita que funciona en el navegador y mide la verdadera longitud de una curva y = f(x) entre dos valores de x, siguiendo la trayectoria sinuosa en lugar de la distancia en línea recta. Aplica la fórmula estándar L = ∫ de a a b de √(1 + [f′(x)]²) dx, que suma segmentos infinitesimales √(dx² + dy²) a lo largo de la curva. La derivada f′(x) se calcula numéricamente, así que cualquier función de x que escribas funciona sin que tengas que derivarla.

Todo se calcula localmente en tu navegador usando un pequeño analizador de expresiones, así que nada de lo que introduces se sube. Introduce la función con x como variable (por ejemplo x^2, sin(x), o x^(3/2)) y los extremos del intervalo a y b, y la herramienta integra el integrando de la longitud de arco con la regla de Simpson compuesta, duplicando el número de subintervalos hasta que estimaciones sucesivas coincidan con una tolerancia estricta para un resultado preciso. Si introduces los extremos en cualquier orden, usa el intervalo entre ellos.

La longitud de arco es una aplicación clásica del cálculo II para la distancia recorrida a lo largo de una curva — la longitud de una carretera, un cable o una gráfica. El panel de resultados también muestra la distancia de la cuerda recta entre los extremos para comparar, que siempre es ligeramente más corta que la longitud de arco real. Para y = x² de x = 0 a x = 1 la longitud de arco es de aproximadamente 1.478943, notablemente más larga que la cuerda de √2 ≈ 1.414214.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la longitud de arco?
Para una curva y = f(x), la longitud de arco de a a b es L = ∫ de a a b de √(1 + [f′(x)]²) dx. Proviene de sumar pequeños segmentos √(dx² + dy²) = √(1 + (dy/dx)²) dx a lo largo de la curva.
¿Cómo se evalúa la integral?
Numéricamente, con la regla de Simpson compuesta. La herramienta empieza con 1000 subintervalos y los duplica repetidamente hasta que dos estimaciones sucesivas coincidan con una tolerancia estricta, así que el resultado es preciso para funciones suaves sin ninguna integración simbólica.
¿Por qué la longitud de arco es más larga que la cuerda?
La cuerda es la distancia en línea recta entre los extremos, mientras que la longitud de arco sigue cada curvatura de la curva. A menos que la curva sea una línea recta entre los puntos, la trayectoria sinuosa siempre es más larga, así que longitud de arco ≥ distancia de la cuerda.
¿Cuál es la longitud de arco de y = x² de 0 a 1?
Se evalúa en aproximadamente 1.478943. Eso es más largo que la distancia de la cuerda recta de (0, 0) a (1, 1), que es √2 ≈ 1.414214, porque la parábola se curva entre los dos extremos.

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