Знайти векторну функцію, r (t), що представляє криву перетину двох поверхонь. Циліндр x ^ 2 + y ^ 2 = 81 і поверхня z = xy?

Знайти векторну функцію, r (t), що представляє криву перетину двох поверхонь. Циліндр x ^ 2 + y ^ 2 = 81 і поверхня z = xy?
Anonim

Відповідь:

Криву перетину можна параметризувати як # (z, r) = ((81/2) sin2 ата, 9) #.

Пояснення:

Я не впевнений, що ви маєте на увазі за допомогою векторної функції. Але я розумію, що ви прагнете представити криву перетину між двома поверхнями у формулі запитання.

Так як циліндр симетричний навколо # z # вісь, може бути простіше виразити криву в циліндричних координатах.

Змініть на циліндричні координати:

#x = r cos

#y = r sin

#z = z #.

# r # - відстань від # z # осі і # ата # - це кут проти годинникової стрілки # x # осі в # x, y # площині.

Тоді стає перша поверхня

# x ^ 2 + y ^ 2 = 81 #

# r ^ 2cos ^ 2 anta + r ^ 2sin ^ 2

# r ^ 2 = 81 #

# r = 9 #, через піфагорійської тригонометричної ідентичності.

Друга поверхня стає

#z = xy #

eta rsin t

# z = r ^ 2sin.

З рівняння першої поверхні ми дізналися, що пересічна крива повинна бути на квадраті # r ^ 2 = 81 # від першої поверхні, даючи що

#z = 81 гріх, #z = (81/2) sin2, крива, параметризована # ата #. Останнім кроком є тригонометрична ідентичність і робиться саме з особистих уподобань.

З цього виразу ми бачимо, що крива дійсно є кривою, оскільки має один ступінь свободи.

Все, у всьому, ми можемо написати криву як

# (z, r) = ((81/2) sin2 ата, 9) #, яка є векторною функцією однієї змінної # ата #.

Відповідь:

Дивись нижче.

Пояснення:

Розглядаючи перетин

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

с

# C_2-> z = x y #

або # C_1 nn C_2 #

ми маємо

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

тепер вирішується для # x ^ 2, y ^ 2 # отримуємо параметричні криві

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

# {(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)))):} #

які реальні для

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

Прикріплений графік, що показує криву перетину червоним кольором (один аркуш).