Enunciado

Faça uma correspondência entre as equações paramétricas e os gráficos (identificados com números de I-VI). Justifique sua escolha.

x = cos 2 ⁡ t   ,     y = s e n 2 t ,     z = t

Passo 1

A questão nos dá 3 funções de x t , y t , z ( t ) de modo que precisamos identificar qual das figuras representa uma função f ( x t , y t , z ( t ) ) .

Para que consigamos identificar isso, precisamos avaliar como essa função se comporta nos planos x z , x y , y z .

Para isso, basta escrevermos a relação entre x   e   z , y   e   z e x   e   y .

Encontrando o comportamento nos planos, podemos comparar com os gráficos para ver qual deles melhor representa a função f ( x , y , z ) .

Passo 2

Temos que :

x = cos 2 ⁡ t

y = s e n 2 t

Somando as duas equações:

x + y = s e n 2 t + cos 2 ⁡ t

Da relação fundamental da trigonometria cos 2 ⁡ t + sen 2 ⁡ t = 1 , vamos ter que a relação entre x   e   y é dada por:

x 2 + y 2 = 1

De modo que no plano x y teremos um círculo.

Passo 3

Agora vamos relacionar x e y com z :

x = cos 2 ⁡ t

y = s e n 2 t

z = t

A relação entre x   e   y é dada por

x 2 + y 2 = 1

Pois

cos 2 ⁡ t + sen 2 ⁡ t = 1

De modo que no plano x y teremos um círculo.

Como Substituindo z = t , temos que:

y = sen 2 ⁡ z  

x = cos 2 ⁡ z

O que indica movimentos periódico nos planos x z , y z .

Por conta disso, a curva parametrizada deve possuir um formato de uma mola cujos espaços entre as curvas é constante.

Passo 4

Sabendo o comportamento da função precisamos comparar nossos resultados com os gráficos.

Dentre os gráficos, aquele que melhor se encaixa com o que descrevemos é o III por conta de seu comportamento nos planos ser igual ao esperado.

Resposta

O gráfico deve ser o III.

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