ejercitario taller 1 2015

3
FACULTAD DE INGENIERIA CALCULO 2 - TALLER 1  El objetivo de taller es verificar el trabajo extra aula del alumno.  El alumno deberá entregar los ejercicios res ueltos el dia del ex amen parcial.  Una vez publicado el resultado del Taller, el alumno tendrá tres días para presentar los reclamos correspondientes.  No se admite trabajos realizados con procesador de texto  Se calificara considerando : orden y aseo; y por ejercicio correctamente desarrollado. TEMARIO 1. Graficar la curva intersección de las superficies y representarla mediante una función vectorial usando el parámetro adecuado: a) 0 , 2 2 = + + =  y  x  y  x  z  b) 2 2 2 , 4  x  z  y  x  = = +  c) 2 2 9 , 2  y  x  z  x  y  = + =  2. Dala la curva intersección de los c ilindros parabólicos z= y  2 e y=x  2 hallar la función vectorial que la representa, hallar los vectores T y N y el valor de la Torsión para t=1 3. Dada la curva en el espacio ( )  k  j i r  t t sen t t  3 2 3 2 cos 3  + + =  π  π   . Hallar : a) v y a , b) la curvatura κ   c) Calcular las c omponentes d e la aceleració n a T y a N 4. El movimiento de una partícula está definido por el vector posición    +     +      , donde t está expresada en segundos. ¿A los cuántos segundos el vector posición y el vector aceleración son: (a) perpendiculares, (b) paralelos? 5. Calcular T, N, B para una hélice ( )  k  j i r  t t sen t t  5 2 3 2 cos 3  + + = . Además demostrar que dt d  B  es perpendicular a B 6. Encontrar la longitud de la curva en el intervalo dado: r  (t) = a cos t i  + a sen t  j + c t k ; 0  t  2 π  7. Hallar las ecuaciones paramétricas de la recta tangente a la curva ( ) 2 3 1 2 , 1 6 ,  + = + = =  t  z t t  y t t  x  para t =1

Upload: nicodoma

Post on 24-Feb-2018

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Ejercitario Taller 1 2015

7252019 Ejercitario Taller 1 2015

httpslidepdfcomreaderfullejercitario-taller-1-2015 13

FACULTAD DE INGENIERIA

CALCULO 2 - TALLER 1

bull El objetivo de taller es verificar el trabajo extra aula del alumno

bull El alumno deberaacute entregar los ejercicios resueltos el dia del examen parcial

bull Una vez publicado el resultado del Taller el alumno tendraacute tres diacuteas parapresentar los reclamos correspondientes

bull No se admite trabajos realizados con procesador de texto

bull Se calificara considerando orden y aseo y por ejercicio correctamentedesarrollado

TEMARIO

1 Graficar la curva interseccioacuten de las superficies y representarla mediante unafuncioacuten vectorial usando el paraacutemetro adecuado

a) 022

=++= y x y x z b)

2224 x z y x ==+

c) 2292 y x z x y minusminus=+=

2 Dala la curva interseccioacuten de los cilindros paraboacutelicos z= y 2 e y=x 2

hallar la funcioacuten vectorial que la representa hallar los vectores T y N y el valor

de la Torsioacuten para t=1

3 Dada la curva en el espacio ( ) k jir t t sent t 3232cos3 ++= π π Hallar

a) v y a b) la curvatura κ c) Calcular las componentes de la aceleracioacuten aT y a N

4 El movimiento de una partiacutecula estaacute definido por el vector posicioacuten

983101 983139983151983155 + 983156 983155983145983150 + 983155983145983150 minus 983139983151983155 donde t estaacute expresada en

segundos iquestA los cuaacutentos segundos el vector posicioacuten y el vector aceleracioacuten

son (a) perpendiculares (b) paralelos

5 Calcular T N B para una heacutelice ( ) k jir t t sent t 5232cos3 ++= Ademaacutes

demostrar quedt

d B es perpendicular a B

6 Encontrar la longitud de la curva en el intervalo dado

r (t) = a cos t i + a sen t j + c t k 0 le t le 2 π

7 Hallar las ecuaciones parameacutetricas de la recta tangente a la curva

( )23 12

1

6 +=

+=minus= t z

t

t yt t x para t =1

7252019 Ejercitario Taller 1 2015

httpslidepdfcomreaderfullejercitario-taller-1-2015 23

8 Sea ( ) f t r

una funcioacuten vectorial dada por2

2 2

2 1( ) 1

1 1

t t f t

t t

minus=

+ +

r

Demostrar que el

aacutengulo formado por ( ) f t r

y( )df t

dt

r

es constante

9 Siendo Ar

y Br

vectores constantes y ( ) f t r

definido como 2 2( ) t t f t e A e Bminus= +

r r r

Demostrar que2

2

( )( ) 0

d f t f t

dt and =

rr

10 Hallar la ecuacioacuten de la recta tangente a la curva interseccioacuten de las superficies

2022 222=++ z y x 42 22

=++ z y x

11 Siendo ( ) ( ) ( ) ( )r t x t i y t j z t k = + +

rr rr el vector de posicioacuten ( ) ( )v t r t =

r ramp el vector

velocidad y ( ) ( )a t r t =

r rampamp el vector aceleracioacuten Demostrar que

2( )1

( ) ( )2

d v t v t a t

dt sdot =

rr r

siendo ( )v t r

el modulo de la velocidad

12 Una partiacutecula se mueve a lo largo de la curva x = 3t3 y = t2 z = t3 siendo t eltiempo Hallar a) Los moacutedulos de la velocidad y de la aceleracioacuten en el instante t=1b) La componente de la velocidad y de la aceleracioacuten en el instante t=1 en la

direccioacuten del vector b = 4i -2j + 4k

13 Hallar la torsioacuten de la curva 211

12 2

+=minus

=minus

+=

t zt

t

yt

t

x Razonar larespuesta

14 Un proyectil es lanzado desde el nivel del suelo con una velocidad inicial de 768piesseg a un aacutengulo de elevacioacuten de 30ordm Determinar a) la funcioacuten vectorial ylas ecuaciones parameacutetricas de la trayectoria del proyectil b) la altura maacuteximaalcanzada c) el alcance del proyectil y d) la velocidad o rapidez en el impactocontra el suelo

15 Determinar el plano tangente a la superficie 983101 + 983093 minus 983091 + en

el punto 983101 983089 983101 983089

16 Se llama evoluta de una curva parametrizada regular con curvatura nonula al lugar geomeacutetrico de los centros de curvatura Denotamos la evoluta de

por

a) Encontrar una parametrizacioacuten para

b) Hallar la evoluta de la heacutelice 983101 radic

983139983151983155 radic

983155983141983150 radic

)

17 Hallar las constantes a b y c de forma que F sea irrotacional y demuestra que

se puede expresar como el gradiente de una funcioacuten escalar 983101 + 983090 + + minus 983091 minus + 983092 + + 983090

7252019 Ejercitario Taller 1 2015

httpslidepdfcomreaderfullejercitario-taller-1-2015 33

18 Siendo k )( j)(i)( z y x R z y xQ z y xPF ++=

rarr

y k )( j)(i)( z y x N z y x M z y x LG ++=

rarr

Demostrar que Grot F F rot GGF divrrrrrr

sdotminussdot=and )(

19 Probar que para todo versor T r

se cumple T rot T T T rrrr

andminus=nablasdot )(

20 Si Ar

es un vector constante probar la identidad

( ) ( ) Bdiv A Brot B Agrad Arrrrrr

=andminussdot

Page 2: Ejercitario Taller 1 2015

7252019 Ejercitario Taller 1 2015

httpslidepdfcomreaderfullejercitario-taller-1-2015 23

8 Sea ( ) f t r

una funcioacuten vectorial dada por2

2 2

2 1( ) 1

1 1

t t f t

t t

minus=

+ +

r

Demostrar que el

aacutengulo formado por ( ) f t r

y( )df t

dt

r

es constante

9 Siendo Ar

y Br

vectores constantes y ( ) f t r

definido como 2 2( ) t t f t e A e Bminus= +

r r r

Demostrar que2

2

( )( ) 0

d f t f t

dt and =

rr

10 Hallar la ecuacioacuten de la recta tangente a la curva interseccioacuten de las superficies

2022 222=++ z y x 42 22

=++ z y x

11 Siendo ( ) ( ) ( ) ( )r t x t i y t j z t k = + +

rr rr el vector de posicioacuten ( ) ( )v t r t =

r ramp el vector

velocidad y ( ) ( )a t r t =

r rampamp el vector aceleracioacuten Demostrar que

2( )1

( ) ( )2

d v t v t a t

dt sdot =

rr r

siendo ( )v t r

el modulo de la velocidad

12 Una partiacutecula se mueve a lo largo de la curva x = 3t3 y = t2 z = t3 siendo t eltiempo Hallar a) Los moacutedulos de la velocidad y de la aceleracioacuten en el instante t=1b) La componente de la velocidad y de la aceleracioacuten en el instante t=1 en la

direccioacuten del vector b = 4i -2j + 4k

13 Hallar la torsioacuten de la curva 211

12 2

+=minus

=minus

+=

t zt

t

yt

t

x Razonar larespuesta

14 Un proyectil es lanzado desde el nivel del suelo con una velocidad inicial de 768piesseg a un aacutengulo de elevacioacuten de 30ordm Determinar a) la funcioacuten vectorial ylas ecuaciones parameacutetricas de la trayectoria del proyectil b) la altura maacuteximaalcanzada c) el alcance del proyectil y d) la velocidad o rapidez en el impactocontra el suelo

15 Determinar el plano tangente a la superficie 983101 + 983093 minus 983091 + en

el punto 983101 983089 983101 983089

16 Se llama evoluta de una curva parametrizada regular con curvatura nonula al lugar geomeacutetrico de los centros de curvatura Denotamos la evoluta de

por

a) Encontrar una parametrizacioacuten para

b) Hallar la evoluta de la heacutelice 983101 radic

983139983151983155 radic

983155983141983150 radic

)

17 Hallar las constantes a b y c de forma que F sea irrotacional y demuestra que

se puede expresar como el gradiente de una funcioacuten escalar 983101 + 983090 + + minus 983091 minus + 983092 + + 983090

7252019 Ejercitario Taller 1 2015

httpslidepdfcomreaderfullejercitario-taller-1-2015 33

18 Siendo k )( j)(i)( z y x R z y xQ z y xPF ++=

rarr

y k )( j)(i)( z y x N z y x M z y x LG ++=

rarr

Demostrar que Grot F F rot GGF divrrrrrr

sdotminussdot=and )(

19 Probar que para todo versor T r

se cumple T rot T T T rrrr

andminus=nablasdot )(

20 Si Ar

es un vector constante probar la identidad

( ) ( ) Bdiv A Brot B Agrad Arrrrrr

=andminussdot

Page 3: Ejercitario Taller 1 2015

7252019 Ejercitario Taller 1 2015

httpslidepdfcomreaderfullejercitario-taller-1-2015 33

18 Siendo k )( j)(i)( z y x R z y xQ z y xPF ++=

rarr

y k )( j)(i)( z y x N z y x M z y x LG ++=

rarr

Demostrar que Grot F F rot GGF divrrrrrr

sdotminussdot=and )(

19 Probar que para todo versor T r

se cumple T rot T T T rrrr

andminus=nablasdot )(

20 Si Ar

es un vector constante probar la identidad

( ) ( ) Bdiv A Brot B Agrad Arrrrrr

=andminussdot