Enunciado

Determine r → t se r → ' t = s e n   t i ^ - cos ⁡ t j ^ + 2 t k ^ e r → 0 = i ^ + j ^ + 2 k ^

Passo 1

Olá, meu querido e esforçado estudante. Vamos resolver juntos essa atividade.

Veja que a gente tem a derivada da curva parametrizada:

r → ' t = s e n   t i ^ - cos ⁡ t j ^ + 2 t k ^

E queremos encontrar a equação da curva.

Para determinar uma função tendo apenas a derivada, basta integrar a derivada.

Mas como temos uma derivada de uma função vetorial, a nossa integral também será de uma função vetorial, desta forma para integrar basta integrarmos cada uma das componentes desta função.

Como a integral de será indefinida, precisaremos utilizar de:

r → 0 = i ^ + j ^ + 2 k ^

Para encontramos o valor da constante C da integração.

Passo 2

Portanto o calcula da integral será.

Integral da componente i ^ :

∫ s e n   t d t = - cos ⁡   t + C x

Integral da componente j ^ :

∫ - cos ⁡ t d t = - s e n   t + C y

Integral da componente k ^ :

∫ 2 t   d t = t 2 + C z

Desta maneira temos:

r → t = ∫ s e n   t i ^ - cos ⁡ t j ^ + 2 t k ^ d t

r t = - cos ⁡ t i ^ - s e n   t   j ^ + t 2 k ^ + C

Onde

C = C x + C y + C z

Isso é, uma soma de constantes também é uma constante.

Mas sabemos que para o parâmetro t = 0 temos que:

r → 0 = i ^ + j ^ + 2 k ^

Então deveremos igualar ambas as equações e descobrirmos o valor de C :

i ^ + j ^ + 2 k ^ = - cos ⁡ 0 î - sin ⁡ 0 j ^ + 0 k ^ + C

i ^ + j ^ + 2 k ^ = - i ^ + C

C = 2 i ^ + j ^ + 2 k ^

Deste modo r → t é:

r → t = ( 2 - cos ⁡ t ) i ^ + 1 - s e n   t j ^ + ( 2 + t 2 ) k ^

Resposta

r → t = ( 1 - cos ⁡ t ) i ^ + 1 - s e n   t j ^ + ( 2 + t 2 ) k ^

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