Enunciado

Identifique a superfície com equação vetorial dada.

r → u , v = 1 + 2 u i ^ + - u + 3 v j ^ + 2 + 4 u + 5 v k ^

Passo 1

Faala, pessoal!

Essa questão deu pra gente uma equação vetorial:

r → u , v = 1 + 2 u i ^ + - u + 3 v j ^ + 2 + 4 u + 5 v k ^

E pediu pra identificarmos qual é a superfície que ela representa.

Uma forma de fazermos isso é encontrar a equação cartesiana que define essa superfície.

Pra isso, vamos pegar cada uma das coordenadas cartesianas e igualar as componentes de r → :

x = 1 + 2 u y = - u + 3 v z = 2 + 4 u + 5 v

Daí, vamos usar essas três equações pra achar uma relação entre x , y , z .

Pra isso, vamos usar as duas primeiras equações pra escrever u e v em função de x , y , e depois jogar essas expressões na terceira equação.

Assim, conseguimos identificar a superfície.

Passo 2

Bom, primeiro podemos pegar a primeira equação:

x = 1 + 2 u

E isolar o u :

2 u = x - 1

u = x 2 - 1 2

Agora substituindo isso na segunda equação:

y = - u + 3 v

y = - x 2 + 1 2 + 3 v

Isolando v :

3 v = x 2 + y - 1 2

v = x 6 + y 3 - 1 6

Passo 3

Agora que temos a expressão de u e v em função de x , y , vamos substituir isso na última equação:

z = 2 + 4 u + 5 v

z = 2 + 4 x 2 - 1 2 + 5 x 6 + y 3 - 1 6

Resolvendo:

z = 2 + 2 x - 2 + 5 x 6 + 5 y 3 - 5 6

z = 17 x 6 + 5 y 3 - 5 6

Multiplicando tudo por 6 , pra tirar as frações:

6 z = 17 x + 10 y - 5

17 x + 10 y - 6 z - 5 = 0

E encontramos a equação cartesiana da superfície!

Passo 4

Essa equação parece com essa aqui:

a x + b y + c z + d = 0

Que é a equação de um plano!

Ou seja, r → u , v representa um plano.

Resposta

Esta superfície representa um plano.

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