Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 13.3 - Ex. 14
(a) Encontre a função de comprimento de arco para a curva medida a partir do ponto P na direção de aumento de t, em seguida reparametrize a curva em realação ao comprimento de arco para o ponto P, e (b) encontre o ponto 4 unidades ao longo da curva (na direção de aumento de t) para P.
Passo 1
Eai! Tranquilo?
Vamos falar um pouco sobre a estratégia de resolução dessa questão?
Vamos calcular a derivada, encontrar a magnitude para obter a função de comprimento de arco. E finalmente determinar o ponto a certa distâcia ao longo da curva
Vamos começar! 😊
Passo 2
A função de comprimento de arco de uma curva é dado por , mas sabemos que sua derivada é:
Passo 3
a) Como é uma função vetorial a sua derivada corresponde a derivada de cada componente, então calculando a derivada obtemos:
Calculando para obter o comprimento de arco, precisamos da magnitude de :
Passo 4
Agora integramos essa magnitude de até :
Esta é a função de comprimento de arco que mede a distância ao longo da curva a partir do ponto inicial .
Passo 5
Vamos agora reparametrizar a curva em função do comprimento de arco , expressamos em termos de :
Substituimos esta expressão na função original para obter :
Isso resulta em:
Passo 6
Finalmente para encontrar o ponto que está 4 unidades de comprimento de arco ao longo da curva a partir de , definimos :
Substituimos na curva original.
Portanto, o ponto desejado na curva, 4 unidades de comprimento de arco a partir de , é:
Resposta
a)
b)