Enunciado

Esboce o sólido descrito pelas inequações.

r 2 ≤ z ≤ 8 - r 2

Passo 1

E aí, galerinha! Tudo tranquilo?

A questão nos dá a inequação:

r 2 ≤ z ≤ 8 - r 2

Onde z está limitado entre duas funções:

r 2 = z

E:

z = 8 - r 2

e pede para que a gente esboçar o sólido que a inequação representa. Para isso podemos manipular nossas equações com outras equações do sistema de coordenadas cilíndricas:

r 2 = x 2 + y 2

t a n   θ = y x

z = z

Para x e y , temos:

x = r c o s   θ

  y = r s e n   θ

Vamos para o nosso processo!

Passo 2

Nesse exercício iremos analisar a seguinte inequação:

r 2 ≤ z ≤ 8 - r 2

Sabendo que:

x = r c o s   θ ,   y = r s e n   θ

Da relação fundamental da trigonometria, temos que s e n 2 x + cos 2 ⁡ x = 1 , então:

x 2 + y 2 = r 2 cos 2 ⁡ θ + r 2 s e n 2 θ = r 2

Passo 3

Reescrevendo nossa equação:

r 2 = z

Como, para as coordenadas cilíndricas:

r 2 = x 2 + y 2

Sendo assim, temos:

x 2 + y 2 = z

Que representa um parabolóide circular com vértice na origem. Da outra expressão fornecida no enunciado, temos:

z = 8 - r 2

Aplicando a mesma substituição:

z = 8 - ( x 2 + y 2 )

Ficamos com:

z = 8 - x 2 - y 2

Que é a equação de um parabolóide com vértice em z = 8 .

Passo 4

O sólido representado pelos limites fornecidos no enunciado é representado a seguir. O sólido está limitado entre os paraboloides z = 8 - x 2 - y 2 e x 2 + y 2 = z .

Resposta

O sólido está limitado entre os paraboloides z = 8 - x 2 - y 2 e x 2 + y 2 = z .

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