找到一个向量函数r(t),它表示两个曲面的交点曲线。圆柱体x ^ 2 + y ^ 2 = 81,表面z = xy?

找到一个向量函数r(t),它表示两个曲面的交点曲线。圆柱体x ^ 2 + y ^ 2 = 81,表面z = xy?
Anonim

回答:

交叉曲线可以参数化为 #(z,r)=((81/2)sin2 theta,9)#.

说明:

我不确定你的矢量函数是什么意思。但我理解你试图在问句陈述中表示两个表面之间的交点曲线。

由于气缸周围是对称的 #z#按 在圆柱坐标系中,可能更容易表达曲线。

更改为圆柱坐标:

#x = r cos theta#

#y = r sin theta#

#z = z#.

#R· 是距离的距离 #z#按 轴和 ##THETA 是逆时针的角度 #X# 轴在 #X,Y# 平面。

然后第一个表面变成了

#x ^ 2 + y ^ 2 = 81#

#r ^ 2cos ^ 2 theta + r ^ 2sin ^ 2 theta = 81#

#R ^ 2 = 81#

#R = 9#, 因为毕达哥拉斯三角恒等式。

第二个表面变成了

#z = xy#

#z = rcos theta rsin theta#

#z = r ^ 2sin theta cos theta#.

我们从第一个表面的等式中了解到,交叉曲线必须是平方距离 #R ^ 2 = 81# 从第一个表面,给予

#z = 81 sin theta cos theta#, #z =(81/2)sin2 theta#, 由…参数化的曲线 ##THETA。最后一步是三角形身份,仅根据个人喜好进行。

从这个表达式我们看到曲线确实是一条曲线,因为它有一个自由度。

总而言之,我们可以将曲线写为

#(z,r)=((81/2)sin2 theta,9)#, 这是单个变量的向量值函数 ##THETA.

回答:

见下文。

说明:

考虑到交叉点

#C_1 - > {(x ^ 2 + y ^ 2 = r ^ 2),(RR中的z):}#

#C_2-> z = x y#

要么 #C_1 nn C_2#

我们有

#{(x ^ 2 + y ^ 2 = r ^ 2),(x ^ 2y ^ 2 = z ^ 2):}#

现在正在解决 #的x ^ 2,Y ^ 2# 我们获得参数曲线

#{(x ^ 2 = 1/2(r ^ 2-sqrt(r ^ 2-4 z ^ 2))),(y ^ 2 = 1/2(r ^ 2 + sqrt(r ^ 2-4 z) ^ 2))):}# 要么

#{(x = pm sqrt(1/2(r ^ 2-sqrt(r ^ 2-4 z ^ 2)))),(y = pm sqrt(1/2(r ^ 2 + sqrt)(r ^ 2 -4 z ^ 2)))):}#

这是真实的

#r ^ 2-4 z ^ 2 ge 0 rArr z lepm(r / 2)^ 2#

附图显示红色(一片叶子)的交叉曲线。