Etsi vektorifunktio, r (t), joka edustaa kahden pinnan leikkauskäyrää. Sylinteri x ^ 2 + y ^ 2 = 81 ja pinta z = xy?

Etsi vektorifunktio, r (t), joka edustaa kahden pinnan leikkauskäyrää. Sylinteri x ^ 2 + y ^ 2 = 81 ja pinta z = xy?
Anonim

Vastaus:

Risteyksen käyrä voidaan parametroida kuten # (z, r) = ((81/2) sin2 heta, 9) #.

Selitys:

En ole varma, mitä tarkoitat vektorifunktiolla. Mutta ymmärrän, että yrität edustaa kahden pinnan leikkauskäyrää kysymyksessä.

Koska sylinteri on symmetrinen # Z # akseli voi olla helpompi ilmaista käyrä lieriömäisissä koordinaateissa.

Vaihda sylinterimäisiin koordinaatteihin:

#x = r cos t

#y = r sin t

#z = z #.

# R # on etäisyys # Z # akseli ja # Theta # on vastapäivään kulma # X # akseli # X, y # tasossa.

Sitten ensimmäinen pinta muuttuu

# x ^ 2 + y ^ 2 = 81 #

# r ^ 2cos ^ 2 heta + r ^ 2sin ^ 2eta = 81 #

# R ^ 2 = 81 #

# R = 9 #, Pythagorean trigonometrisen identiteetin vuoksi.

Toinen pinta muuttuu

#z = xy #

#z = rcos heta rsin heta #

# z = r ^ 2sineta.

Ensimmäisen pinnan yhtälöstä opimme, että leikkaavan käyrän on oltava neliön etäisyydellä # R ^ 2 = 81 # ensimmäisestä pinnasta, antamalla sen

#z = 81 sin t, #z = (81/2) sin2, käyrä, joka on parametrisoitu # Theta #. Viimeinen vaihe on trigonometrinen identiteetti ja se tehdään vain henkilökohtaisista mieltymyksistä.

Tästä lausekkeesta nähdään, että käyrä on todellakin käyrä, koska sillä on yksi vapausaste.

Kaiken kaikkiaan voimme kirjoittaa käyrän

# (z, r) = ((81/2) sin2 heta, 9) #, joka on yhden muuttujan vektoriarvoinen funktio # Theta #.

Vastaus:

Katso alempaa.

Selitys:

Ottaen huomioon

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

kanssa

# C_2-> z = x y #

tai # C_1 nn C_2 #

meillä on

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

nyt ratkaistaan # X ^ 2, y ^ 2 # saamme parametriset käyrät

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

# {(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)))):} #

jotka ovat todellisia

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

Liitteenä kuvaaja, jossa näkyy leikkauskäyrä punaisena (yksi lehti).