Em qual ponto da curva
o plano normal é paralelo ao plano
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma curva definida por
e queremos descobrir em qual ponto dessa curva o plano normal é paralelo a outro plano dado pela equação
.
Para resolver isso, vamos precisar saber sobre curvas no espaço, vetores tangentes e planos normais. Também vamos usar um pouquinho de álgebra para comparar os planos.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar o vetor tangente à curva. O vetor tangente é a derivada da função
em relação a
. Então, derivando cada componente:
Esse vetor tangente nos dá a direção da curva naquele ponto específico.
Passo 3
O plano normal à curva em um ponto específico é o plano que é perpendicular ao vetor tangente naquele ponto. Ou seja, o vetor normal do plano normal é o próprio vetor tangente
.
Passo 4
Queremos que o plano normal à curva seja paralelo ao plano dado
. Para que dois planos sejam paralelos, os vetores normais deles precisam ser paralelos, ou seja, um é múltiplo do outro.
O vetor normal do plano dado é
, e o vetor normal do plano normal à curva é
.
Passo 5
Para os vetores
e
serem paralelos, deve existir um escalar
tal que:
Ou seja:
Isso nos dá o seguinte sistema de equações:
Passo 6
Vamos resolver o sistema de equações:
Da segunda equação:
Agora, substituímos
na primeira equação:
Vamos verificar a terceira equação com
e
:
Agora, com
:
Portanto,
é a solução válida.
Resposta
O ponto na curva
onde o plano normal é paralelo ao plano
é
.
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<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG”><svg style=“vertical-align: -0.025ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“0.817ex” height=“1.441ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -626 361 637”><title>t</title><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“mi”><path data-c=“1D461” d=“M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z”></path></g></g></g></svg></mjx-container></span> arbitrário<br>
<span class=“math-inline “>
<mjx-container class=“MathJax” jax=“SVG”><svg style=“vertical-align: -0.566ex;” xmlns=“http://www.w3.org/2000/svg” width=“25.555ex” height=“2.477ex” role=“img” focusable=“false” viewBox=“0 -845 11295.2 1095”><title>r(t) = (t, 3 cos(t), 3 sen(t))</title><g stroke=“currentColor” fill=“currentColor” stroke-width=“0” transform=“scale(1,-1)”><g data-mml-node=“math”><g data-mml-node=“TeXAtom” data-mjx-texclass=“ORD”><g data-mml-node=“mover”><g data-mml-node=“mi”><path data-c=“1D45F” d=“M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z”></path></g><g data-mml-node=“mo” 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0H302V46H318Q379 46 379 62Q380 64 380 200Q379 335 378 343Q372 371 358 385T334 402T308 404Q263 404 229 370Q202 343 195 315T187 232V168V108Q187 78 188 68T191 55T200 49Q221 46 249 46H265V0H257L234 1Q210 2 183 2T145 3Q42 3 33 0H25V46H41Z” transform=“translate(838,0)”></path></g><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(9767.2,0)”><path data-c=“28” d=“M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z”></path></g><g data-mml-node=“mi” transform=“translate(10156.2,0)”><path data-c=“1D461” d=“M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z”></path></g><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(10517.2,0)”><path data-c=“29” d=“M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z”></path></g><g data-mml-node=“mo” transform=“translate(10906.2,0)”><path data-c=“29” d=“M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z”></path></g></g></g></svg></mjx-container></span></div>
</body></html>
Calcule as seguintes integrais, ao longo das curvas
, orientadas positivamente, onde
é a fronteira da região limitada pelas curvas
e
.
Determine uma função potencial para cada campo gradiente
dado e calcule
onde
é qualquer caminho
por partes do ponto
até o ponto
indicados, onde
seny,
e
e
.
Determine uma função potencial para cada campo gradiente
dado e calcule
onde
é qualquer caminho
por partes do ponto
até o ponto
indicados, onde
e
e
.