Znajdź funkcję wektorową r (t), która reprezentuje krzywą przecięcia dwóch powierzchni. Cylinder x ^ 2 + y ^ 2 = 81 i powierzchnia z = xy?

Znajdź funkcję wektorową r (t), która reprezentuje krzywą przecięcia dwóch powierzchni. Cylinder x ^ 2 + y ^ 2 = 81 i powierzchnia z = xy?
Anonim

Odpowiedź:

Krzywa przecięcia może być parametryzowana jako # (z, r) = ((81/2) sin2 theta, 9) #.

Wyjaśnienie:

Nie jestem pewien, co rozumiesz przez funkcję wektorową. Ale rozumiem, że starasz się reprezentować krzywą przecięcia dwóch powierzchni w pytaniu.

Ponieważ cylinder jest symetryczny wokół # z # oś może być łatwiejsza do wyrażenia krzywej we współrzędnych cylindrycznych.

Zmień na współrzędne cylindryczne:

#x = r cos

#y = r sin

#z = z #.

# r # to odległość od # z # oś i # jest kątem przeciwnym do ruchu wskazówek zegara # x # oś w # x, y # samolot.

Wtedy staje się pierwsza powierzchnia

# x ^ 2 + y ^ 2 = 81 #

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

# r ^ 2 = 81 #

# r = 9 #, z powodu pitagorejskiej tożsamości trygonometrycznej.

Druga powierzchnia staje się

#z = xy #

#z = rcos theta rsin theta #

# z = r ^ 2sin theta cos.

Z równania pierwszej powierzchni dowiedzieliśmy się, że przecinająca się krzywa musi znajdować się na kwadracie # r ^ 2 = 81 # z pierwszej powierzchni, dając to

#z = 81 sin theta cos theta #, #z = (81/2) sin2 theta #, krzywa sparametryzowana przez #. Ostatnim krokiem jest tożsamość trygonometryczna i odbywa się tylko z osobistych preferencji.

Z tego wyrażenia widzimy, że krzywa jest rzeczywiście krzywą, ponieważ ma jeden stopień swobody.

W sumie możemy zapisać krzywą jako

# (z, r) = ((81/2) sin2 theta, 9) #, która jest funkcją wektorową pojedynczej zmiennej #.

Odpowiedź:

Zobacz poniżej.

Wyjaśnienie:

Biorąc pod uwagę skrzyżowanie

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

z

# C_2-> z = x y #

lub # C_1 nn C_2 #

mamy

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

teraz rozwiązuje # x ^ 2, y ^ 2 # uzyskujemy krzywe parametryczne

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

# {(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)))):} #

które są prawdziwe dla

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

Dołączono wykres przedstawiający krzywą przecięcia na czerwono (jeden liść).