Enunciado

Use o teorema 10 para encontrar a curvatura.

r → t = t i ^ + t ² j ^ + e t k ^

Passo 1

Oi, meu brother. Partiu mais uma resolução.

Dada a curva:

r → t = t i ^ + t ² j ^ + e t k ^

Vamos utilizar o teorema 10 para encontrar a sua curvatura.

O teorema nos diz que a curvatura de uma curva é dada por:

k t = | r → ' t × r → ' ' t | r → ' t 3

Desta forma precisamos encontrar quem é r → ' t e r → ' ' t , que são a primeira e a segunda derivada de r → t .

Mas como r → t é uma função vetorial a derivada da função corresponde a derivada de cada componente i ,   j e k .

Passo 2

Calculando a primeira derivada:

r → t = t i ^ + t ² j ^ + e t k ^

r → ' ( t ) = 1 i ^ + 2 t j ^ + e t k ^

Calculando a segunda derivada:

r → ' ' t = 2 j ^ + e t k ^

Passo 3

Calculando k ( t ) :

k t = r → ' t × r → ' ' t r → ' t 3

k t = | 1,2 t , e t × 0,2 , e t | 1,2 t , e t 3

O produto vetorial pode ser calculado a partir do determinante da matriz:

1,2 t , e t × 0,2 , e t = i ^ j ^ k ^ 1 2 t e t 0 2 e t = 2 e t ( t - 1 ) , e t , 2

O módulo de um vetor é:

u → = x 2 + y 2 + z 2

Então:

2 e t t - 1 , e t , 2 = 4 e 2 t t - 1 2 + e 2 t + 4

E o modulo de:

1,2 t , e t = 1 + 4 t 2 + e 2 t

Desta forma k ( t ) é:

k t = 4 e 2 t t - 1 2 + e 2 t + 4 1 + 4 t 2 + e 2 t 3 / 2

Resposta

A curvatura é:

k t = 4 e 2 t t - 1 2 + e 2 t + 4 1 + 4 t 2 + e 2 t 3 / 2

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Em quais pontos a curva r t = ti + 2 t - t 2k intercepta o paraboloide z = x 2 + y 2 ?
Em quais pontos a hélice r t = s e nt , cos ⁡ t ,t intercepta a esfera x 2 + y 2 + z 2 = 5 ?
Faça uma correspondência entre as equações paramétricas e os gráficos (identificados com números de I - V I ). Justifique sua escolha. x = cos ⁡ t,y = s e nt,z = ln ⁡ t
Utilize um computador para traçar a curva da equação vetorial dada. Escolha o domínio do parâmetro e ponto de vista de forma a revelar a verdadeira natureza da curva. r t = t ,ts e nt , t cos ⁡ t
Tente esboçar à mão a intersecção do cilindro parabólico y = x 2 com a metade superior do elipsoide x 2 + 4 y 2 + 4 z 2 = 16 . Escreva então as equações paramétricas para a curva e utilize um computad