Nájdite vektorovú funkciu, r (t), ktorá predstavuje krivku priesečníka dvoch povrchov. Valec x ^ 2 + y ^ 2 = 81 a povrch z = xy?

Nájdite vektorovú funkciu, r (t), ktorá predstavuje krivku priesečníka dvoch povrchov. Valec x ^ 2 + y ^ 2 = 81 a povrch z = xy?
Anonim

odpoveď:

Krivka priesečníka môže byť parametrizovaná ako # (z, r) = ((81/2) sin2 heta, 9) #.

vysvetlenie:

Nie som si istý, čo máte na mysli vektorovou funkciou. Ale chápem, že sa snažíte reprezentovať krivku priesečníku medzi dvoma povrchmi vo vyhlásení o otázke.

Vzhľadom k tomu, valec je symetrický okolo # Z # môže byť jednoduchšie vyjadriť krivku vo valcových súradniciach.

Zmena na valcové súradnice:

#x = r cos

#y = r sin

#z = z #.

# R # je vzdialenosť od # Z # os a # Theta # je proti smeru hodinových ručičiek od #X# os v # X, y # roviny.

Potom sa prvý povrch stane

# x ^ 2 + y ^ 2 = 81 #

# r ^ 2cos ^ 2 heta + r ^ 2sin ^ 2

# R ^ 2 = 81 #

# R = 9 #, kvôli Pythagorovej trigonometrickej identite.

Druhý povrch sa stáva

#z = xy #

#z = rcos heta rsin heta #

# z = r ^ 2sin heta #.

Z rovnice prvého povrchu sme sa dozvedeli, že pretínajúca sa krivka musí byť v štvorcovej vzdialenosti # R ^ 2 = 81 # od prvého povrchu, ktorý to dáva

#z = 81 sin heta cos, #z = (81/2) sin2 t, krivka parametrizovaná pomocou # Theta #, Posledným krokom je goniometrická identita a robí sa len z osobných preferencií.

Z tohto výrazu vidíme, že krivka je skutočne krivka, pretože má jeden stupeň voľnosti.

Celkovo môžeme krivku napísať ako

# (z, r) = ((81/2) sin2 heta, 9) #, čo je vektorová funkcia jednej premennej # Theta #.

odpoveď:

Pozri nižšie.

vysvetlenie:

Vzhľadom k priesečníku

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

s

# C_2-> z = x y #

alebo # C_1 nn C_2 #

máme

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

teraz rieši # X ^ 2, y ^ 2 # získavame parametrické krivky

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

# {(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)))):} #

ktoré sú skutočné

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

Pripojený graf zobrazujúci priesečník v červenej farbe (jeden list).