Poiščite vektorsko funkcijo r (t), ki predstavlja krivuljo presečišča obeh površin. Cilinder x ^ 2 + y ^ 2 = 81 in površina z = xy?

Poiščite vektorsko funkcijo r (t), ki predstavlja krivuljo presečišča obeh površin. Cilinder x ^ 2 + y ^ 2 = 81 in površina z = xy?
Anonim

Odgovor:

Krivulja presečišča se lahko parametrira kot # (z, r) = ((81/2) sin2, 9) #.

Pojasnilo:

Nisem prepričan, kaj misliš s funkcijo vektorja. Vendar razumem, da si prizadevate predstaviti krivuljo presečišča med dvema površinama v izjavi vprašanja.

Ker je jeklenka simetrična okoli. T # z # osi, je lažje izraziti krivuljo v cilindričnih koordinatah.

Preklop na cilindrične koordinate:

#x = r cos

#y = r sin

#z = z #.

# r # je razdalja od # z # osi in # ita # je kot v nasprotni smeri urinega kazalca od # x # osi. t # x, y # ravnino.

Potem postane prva površina

# x ^ 2 + y ^ 2 = 81 #

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

# r ^ 2 = 81 #

# r = 9 #, zaradi pitagorejske trigonometrične identitete.

Druga površina postane

#z = xy #

#z = rcos ita rsin

# z = r ^ 2sin ita cota.

Iz enačbe prve površine smo se naučili, da mora biti križanje križanja na kvadratni razdalji # r ^ 2 = 81 # od prve površine, ki daje to

#z = 81 sin t, #z = (81/2) sin2, krivulja, ki jo parametrira # ita #. Zadnji korak je trigonometrična identiteta in se opravi le iz osebnih preferenc.

Iz tega izraza vidimo, da je krivulja dejansko krivulja, saj ima eno stopnjo svobode.

Vse v vsem lahko napišemo kot krivuljo

# (z, r) = ((81/2) sin2, 9) #, ki je vektorska funkcija ene spremenljivke # ita #.

Odgovor:

Glej spodaj.

Pojasnilo:

Glede na presečišče

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

z

# C_2-> z = x y #

ali # C_1 nn C_2 #

imamo

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

zdaj rešuje za # x ^ 2, y ^ 2 # dobimo parametrične krivulje

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

# {(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)))):} #

ki so resnične

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

Priložite graf, ki prikazuje križišče križišča v rdeči barvi (en list).