Trova una funzione vettoriale, r (t), che rappresenta la curva di intersezione delle due superfici. Il cilindro x ^ 2 + y ^ 2 = 81 e la superficie z = xy?

Trova una funzione vettoriale, r (t), che rappresenta la curva di intersezione delle due superfici. Il cilindro x ^ 2 + y ^ 2 = 81 e la superficie z = xy?
Anonim

Risposta:

La curva di intersezione può essere parametrizzata come # (z, r) = ((81/2) sin2 theta, 9) #.

Spiegazione:

Non sono sicuro di cosa intendi per funzione vettoriale. Ma capisco che cerchi di rappresentare la curva di intersezione tra le due superfici nella domanda.

Poiché il cilindro è simmetrico attorno al # Z # asse, potrebbe essere più semplice esprimere la curva in coordinate cilindriche.

Passa alle coordinate cilindriche:

#x = r cos theta #

#y = r sin theta #

#z = z #.

# R # è la distanza dal # Z # asse e # Theta # è l'angolo antiorario dal #X# asse nel # x, y # aereo.

Quindi la prima superficie diventa

# x ^ 2 + y ^ 2 = 81 #

# r ^ 2cos ^ 2 theta + r ^ 2sin ^ 2 theta = 81 #

# R ^ 2 = 81 #

# R = 9 #, a causa dell'identità trigonometrica pitagorica.

La seconda superficie diventa

#z = xy #

#z = rcos theta rsin theta #

# z = r ^ 2sin theta cos theta #.

Abbiamo imparato dall'equazione della prima superficie che la curva intersecante deve essere a una distanza quadrata # R ^ 2 = 81 # dalla prima superficie, dando questo

#z = 81 sin theta cos theta #, #z = (81/2) sin2 theta #, una curva parametrizzata da # Theta #. L'ultimo passaggio è un'identità trigonometrica e viene fatto solo in base alle preferenze personali.

Da questa espressione vediamo che la curva è davvero una curva, in quanto ha un grado di libertà.

Tutto, in tutto, possiamo scrivere la curva come

# (z, r) = ((81/2) sin2 theta, 9) #, che è una funzione di valore vettoriale di una singola variabile # Theta #.

Risposta:

Vedi sotto.

Spiegazione:

Considerando l'intersezione di

# C_1 -> {(x ^ 2 + y ^ 2 = r ^ 2), (z in RR):} #

con

# C_2-> z = x y #

o # C_1 nn C_2 #

noi abbiamo

# {(x ^ 2 + y ^ 2 = r ^ 2), (x ^ 2y ^ 2 = z ^ 2):} #

ora risolvendo per # X ^ 2, y ^ 2 # otteniamo le curve parametriche

# {(x ^ 2 = 1/2 (r ^ 2-sqrt (r ^ 2-4 z ^ 2))), (y ^ 2 = 1/2 (r ^ 2 + sqrt (r ^ 2-4 z ^ 2))):} # o

# {(x = pm sqrt (1/2 (r ^ 2-sqrt (r ^ 2-4 z ^ 2)))), (y = pm sqrt (1/2 (r ^ 2 + sqrt (r ^ 2 -4 z ^ 2)))):} #

che sono reali per

# r ^ 2-4 z ^ 2 ge 0 rArr z lepm (r / 2) ^ 2 #

In allegato un grafico che mostra la curva di intersezione in rosso (una foglia).