Q. 87

Question

The area of a circle can be written in terms of its radius as  A = πr2, where both A and r are functions of time. Suppose a circular area from a spotlight on a stage floor is  slowly expanding. (a) Find dAdr and explain its meaning in practical terms. (b) Does the rate dAdr depend on how fast the radius of the circle is increasing?    Does it depend on the radius of the circle? Why or why not?(c) Find dAdt and explain its meaning in practical terms. (d) Does the rate dAdt depend on how fast the radius of the circle is increasing? Does it depend on the radius of the circle?  (e) If the radius of the circle of light is increasing at a constant rate of 2 inches per second,     how fast is the area  of the circle of light increasing at the moment that the spotlight has a radius of 24 inches?

Step-by-Step Solution

Verified
Answer

(a). The value of dAdr = 2πr(b). The rate dAdr does not depends on how fast the radius of circle is increasing because rate of change of       derivative of the area with respect to area and the rate dAdr depends on the radius of circle because the value      will increase or decrease as the radius changes.(c). The value of dAdt = 2πrdrdt(d). The rate dAdt depends on how fast the radius of circle is increasing because rate of change of       derivative of the area with respect to area and the rate dAdt depends on the radius of circle.(e). The rate of change of area of circle of light = 96π.

1Step 1. Given Information

A = πr2

2Step 2. Solution (a) : value of d A d r

 Consider the equation : A = πr2Differentiate above equation dAdr = d dr(πr2)  = π ddrr2 = 2πr inchThe practical meaning is the rate of change of area of a circle with radius.

3Step 3. Solution (b) : How   value   of   d A d r   related   to   increase   in   radius   of   circle .

The rate dAdr does not depends on how fast the radius of circle is increasing because rate of change of derivative of the area with respect to area and the rate dAdr depends on the radius of circle because the valuewill increase or decrease as the radius changes.

4Step 4. Solution (c) : Value of d A d t

Consider the equation : A = πr2Differentiate above equation :dAdt = d dt(πr2) = πd dt(r2) = 2πrdrdt inch per seconds

5Step 5. solution (d) : How value of d A d t depends on increase in radius

The rate dAdt depends on how fast the radius of circle is increasing because rate of change of derivative of the area with respect to area and the rate dAdt depends on the radius of circle.

6Step 6. Solution (e) : The rate of change of area of circle of light.

Consider the equation : A = πr2Differentiate above equation dAdt = ddt(πr2) = πddt(r2) = 2πrdrdt inch per secondsSubstitute the value in above equationdAdtr=24 = 2π(24)(2) = 96π