Enunciado

Descreva em palavras a superfície com a equação dada.

ρ 2 - 3 ρ + 2 = 0

Passo 1

Faala, pessoal!

Nessa questão, a gente tem uma equação que define uma superfície e a gente precisa descobrir que superfície é essa!

A equação está em função de coordenadas esféricas ( ρ , θ , ϕ ).

Nesse caso, só depende de ρ , que é a distância de um ponto da superfície até a origem. Se ρ for constante, a superfície é parte de uma esfera!

Como só depende de uma variável, a gente vai tratar essa equação como com equação do segundo grau normalmente, e achar quando que essa equação é verdadeira!

Passo 2

Vamos para a equação:

ρ 2 - 3 ρ + 2 = 0

Podemos fatorar essa equação usando Bhaskara:

ρ = 3 ± - 3 2 - 4 ∙ 1 ∙ 2 2

⇒ ρ 1 = 3 + 1 2 = 2

⇒ ρ 2 = 3 - 1 2 = 1

Então nossa equação pode ser reescrita como

ρ - 1 ρ - 2 = 0

E temos duas soluções ρ = 1 , ρ = 2 são as nossas soluções.

Passo 3

Isso quer dizer que qualquer ponto que esteja a uma distância de 1 ou 2 da origem vai ter um desses valores de ρ e vai fazer parte da superfície, independente dos valores das outras coordenadas ( θ , ϕ ).

Ou seja, nossa superfície é na verdade duas superfícies juntas:

ρ = 1 representa uma esfera de raio 1 centrada na origem

ρ = 2 representa uma esfera de raio 2 centrada na origem

Descrevendo: temos duas esferas, uma com raio 1 e outra com raio 2 , centradas na origem.

Resposta

Temos duas esferas, uma com raio 1 e outra com raio 2 , centradas na origem.

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