Enunciado

Escreva a equação em coordenadas cilíndricas.

(a) z = x 2 + y 2

(b) x 2 + y 2 = 2 y

Passo 1

Show de bola, galera... Pra resolver essa questão não tem mistério.

Basta lembrarmos do conceito de coordenadas cilíndricas para encontrarmos os pontos em coordenadas retangulares equivalentes.

As relações entre coordenadas cilíndricas r , θ , z e coordenadas retangulares x , y , z são dadas da seguinte forma:

x = r cos ⁡ θ y = r sen ⁡ θ z = z

A coordenada z não vai mudar, e vamos substituir x e y nas equações cartesianas pelos termos equivalentes em coordenadas cilíndricas.

Passo 2

(a)

A primeira equação é

z = x 2 + y 2

Substituindo por coordenadas cilíndricas:

z = r cos ⁡ θ 2 + r sen ⁡ �� 2

z = r 2 cos 2 ⁡ θ + r 2 sen 2 ⁡ θ

Colocando r 2 em evidência:

z = r 2 cos 2 ⁡ θ + sen 2 ⁡ θ

Pela identidade trigonométrica cos 2 ⁡ θ + sen 2 ⁡ θ = 1 ,

z = r 2

E essa é a nossa equação em coordenadas cilíndricas.

Passo 3

(b)

Nossa próxima equação é

x 2 + y 2 = 2 y

Vamos substituir as variáveis:

r cos ⁡ θ 2 + r sen ⁡ θ 2 = 2 r sen ⁡ θ

r 2 cos 2 ⁡ θ + r 2 sen 2 ⁡ θ = 2 r sen ⁡ θ

Colocando r 2 em evidência:

r 2 cos 2 ⁡ θ + sen 2 ⁡ θ = 2 r sen ⁡ θ

Assim como na letra (a), pela identidade trigonométrica, isso fica:

r 2 = 2 r sen ⁡ θ

Cuidado, nesse caso a gente não pode simplifica r , mesmo estando nos dois lados da equação!! Isso porque r pode assumir o valor 0 , e a gente só poderia fazer essa simplificação se fosse um termo não nulo.

Então essa já é nossa resposta!

Resposta

(a) z = r 2

(b) r 2 = 2 r sen ⁡ θ

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Utilize coordenadas cilíndricas.Calcule ∭ E ( x - y ) d V , onde E é o sólido que está entre os cilindros x 2 + y 2 = 1 e x 2 + y 2 = 16 , acima do plano- x y , e abaixo do plano z = y + 4 .
Utilize coordenadas cilíndricas.Calcule ∭ E x 3 + x y 2 d V , onde E é o sólido do primeiro octante que está abaixo do paraboloide z = 1 - x 2 - y 2 .
Utilize coordenadas cilíndricas.19. Calcule ∭ E y d V , onde E é o sólido que está entre os cilindros x 2 + y 2 = 1 e x 2 + y 2 = 4 , acima do plano x y e abaixo do plano z = x + 2 .
Mude de coordenadas retangulares para cilíndricas. ( 1 ,- 1 ,4 ) ( - 1 ,- 3 , 2 )
Identifique a superfície cuja equação é dada. 2 r 2 + z 2 = 1