Enunciado

Case as equações com os gráficos identificados por I - V I e dê razões para sua resposta. Determine quais famílias de curvas da grade têm u constante e quais têm v constante.

r u , v = cos ⁡ v i + s e n ⁡ v j + u   k

Passo 1

Faaala pessoal, belezinha!

Nessa questão devemos analisar a parametrização abaixo, e identificar qual dos gráficos de I - V I que ela representa. Não esquecendo de justificar a sua escolha.

Temos que a parametrização é:

r u , v = cos ⁡ v i + s e n ⁡ v j + u   k

Para resolver essa questão, devemos analisar a parametrização dada.

Repare que temos:

x = cos ⁡ v

y = s e n   v

z = u

A ideia agora, é você associar essa parametrização com a de um círculo em coordenadas polares.

Repare que no plano x y , temos uma parametrização típica de um círculo.

Agora eu quero que você faça essa comparação. Aí você vai compreender que temos um círculo de raio 1 no plano x y , e como z pode assumir qualquer valor, vamos gerar um cilindro no plano x y z .

Bora lá resolver essa!!

Passo 2

Vamos começar relembrando a parametrização de um círculo, ou seja, sua representação em coordenadas polares.

Para um círculo:

x 2 + y 2 = r 2

Temos que,

x = r cos ⁡ θ

y = r   s e n   θ

0 ≤ θ ≤ 2 π

Comparando com a parametrização dada:

r u , v = cos ⁡ v i + sen ⁡ v j + u   k

Temos que:

x = cos ⁡ v

y = s e n   v

z = u

Assim, conseguimos perceber que o raio vale:

r = 1

v = θ

Logo,

0 ≤ v ≤ 2 π

Passo 3

Assim, podemos concluir que realmente temos um círculo de raio 1 no plano x y .

E conforme vamos assumindo valores para u:

z = u

Vamos ter círculos com centro em cada valor de u , isso vai acabar gerando um cilindro que tem o eixo central como o z .

Olhando para as figuras dadas no enunciado, a que representa esse tipo de curva é o gráfico I V :

As curvas da grade com raio constante são os círculos horizontais que vemos no plano z = u . Se v   é constante, ambos são constantes, com variação livre.

Resposta

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