Aloha :)
Die Raumkurve r(t) bescheibt den Rand des Integrationsbereichs:r(t)=(sin3t1+cost)=(01)+(sin3tcost)=(01)+(sint⋅(1−cos2t)cost)
Für die Bestimmung der von r(t) eingeschlossenen Fläche ist die Verschiebung (01) irrelevant. Für den relevanten Teil r0(t) stellen wir folgende Symmetrie fest:r0(t)=(sint⋅(1−cos2t)cost)={(1−cos2t⋅(1−cos2t)cost)(−1−cos2t⋅(1−cos2t)cost)fu¨r t∈[0;π]fu¨r t∈[π;2π]
Für t∈[0;π] verläuft r0(t) oberhalb der x-Achse und für t∈[π;2π] symmetrisch dazu unterhalb der x-Achse. Es reicht also aus, die Fläche zwischen r0(t) und der x-Achse im Bereich von t∈[0;π] zu bestimmen, wenn wir dafür das Ergebnis verdoppeln.
Und wir können uns die Rechnung sogar noch weiter vereinfachen, weil für t∈[0;2π] die x-Koordinate cost positiv ist und für t∈[2π;π] negativ. Wir haben also eine weitere Symmetrie der zu bestimmenden Fläche, diesmal bezüglich der y-Achse. Wir können daher das Integrationsintervall auf t∈[0;2π] reduzieren, wenn wir dafür das Ergebnis ein weiteres Mal verdoppeln.
Im Intervall t∈[0;2π] nimmt cost die Werte von [0;1] an, sodass wir cos(t) durch x∈[0;1] ersetzen und das Integral für die Fläche formulieren können:F=4⋅0∫11−x2⋅(1−x2)dx=40∫1(1−x2)23=⋯=43π
Die Freude beim Berechnen des Integrals möchte ich dir nicht nehmen, daher nur (⋯) statt des vollständigen Rechenwegs.