Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Cálculo Volume 2 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 13.2 - Ex. 27
Encontre uma equação para a reta tangente à curva de intersecção dos cilindros e no ponto .
Passo 1
Oi, pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
A gente tem duas curvas:
e
E na intersecção dessas curvas, iremos encontrar uma reta tangente no ponto
Para que possamos resolver essa questão, primeiro de tudo deveremos encontrar a curva de intersecção. Veja que por essa curva ser interseção, ela pertence tanto a quanto a .
A equação da reta tangente a uma curva vetorial é dada por:
O ponto é o ponto onde temos o valor de para o local de coordenadas cartesianas:
Então iremos encontrar uma parametrização para a nossa curva de interseção. Depois disso, nós iremos encontrar a derivada .
A função nos dará a direção (e também a magnitude, embora isso não seja importante aqui) dos vetores tangentes por natureza da diferenciação.
Passo 2
Primeiro, parametrizamos a curva da interseção. A projeção de no plano está contida no círculo:
E então:
Pois temos que aqui:
Como temos um círculo, podemos parametrizar a partir da função seno e cosseno, assim, podemos escrever:
Passo 3
também está contido no cilindro, como comentamos:
E:
Perto do ponto , então podemos escrever:
E com a parametrização anterior:
Passo 4
Uma equação vetorial então para é:
Isso implica que a derivada de é:
Passo 5
O ponto corresponde a , então o vetor tangente é:
A linha tangente é paralela a esse vetor e passa através dos pontos , então uma equação vetorial para a linha é: