Cálculo III-A Lista 6

Documentos relacionados
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

Questão 1. Questão 3. Questão 2. Resposta. Resposta. Resposta. a) calcule a área do triângulo OAB. b) determine OC e CD.

y dx + (x 1) dy (a) Primeiramente encontremos uma parametrização para a curva m = (8 + 8 cos t)(2)dt = 16π + 16sen t = 16π

Matemática A. Versão 1. Na sua folha de respostas, indique de forma legível a versão do teste. Teste Intermédio de Matemática A.

Aplicações Diferentes Para Números Complexos

TRIGONOMETRIA CICLO TRIGONOMÉTRICO

Universidade Federal do Paraná

Aula 9. Superfícies de Revolução. Seja C uma curva e r uma reta contidas num plano π.

Se inicialmente, o tanque estava com 100 litros, pode-se afirmar que ao final do dia o mesmo conterá.

Boa Prova! arcsen(x 2 +2x) Determine:

A área do triângulo OAB esboçado na figura abaixo é

Exercícios de 11.º ano nos Testes Intermédios TRIGONOMETRIA

Exercícios: Funções e Campos Vetoriais

Assunto: Estudo do ponto

Projeto Jovem Nota 10 Geometria Analítica Circunferência Lista 2 Professor Marco Costa

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ UNIFAP PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO - PROGRAD DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS-DCET CURSO DE FÍSICA

Escola Secundária/3 da Sé-Lamego Ficha de Trabalho de Matemática Ano Lectivo 2003/04 Geometria 2 - Revisões 11.º Ano

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ BIBLIOTECA DE OBJETOS MATEMÁTICOS COORDENADOR: Dr. MARCIO LIMA

GEOMETRIA DO TAXISTA. (a -b )² + (a -b )²

1 Exercícios de Aplicações da Integral

Novo Espaço Matemática A 11.º ano Proposta de Teste Intermédio [Novembro 2015]

para x = 111 e y = 112 é: a) 215 b) 223 c) 1 d) 1 e) 214 Resolução Assim, para x = 111 e y = 112 teremos x + y = 223.

LISTA DE EXERCÍCIOS DE GEOMETRIA ANALÍTICA PRODUTO DE VETORES PRODUTO ESCALAR

CARTOGRAFIA. Sistemas de Coordenadas. Prof. Luiz Rotta

Unidade 10 Trigonometria: Conceitos Básicos. Arcos e ângulos Circunferência trigonométrica

O Plano. Equação Geral do Plano:

Universidade Federal de Goiás Campus Catalão Departamento de Matemática

MA211 - Lista 09. Coordenadas Esféricas e Mudança de Variáveis 7 de outubro de 2015

Lista de Exercícios: Geometria Plana. Um triângulo isósceles tem base medindo 8 cm e lados iguais com medidas de 5 cm. A área deste triângulo é:

Sistema ELITE de Ensino IME /2014 COMENTÁRIO DA PROVA

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS ESTUDO DA RETA

Professor Dacar Lista de Revisão - Trigonometria

Um em cada cinco equivale a = 0,20 = 20%. 5 O número de idosos que nunca foram à escola e apresentam problemas cognitivos é 17%. 20%.

Exemplos: sen(36º)=0.58, cos(36º)=0.80 e tg(36º)=0.72, Calcular o valor de x em cada figura:

UFPR - Universidade Federal do Paraná Departamento de Matemática CM042 - Cálculo II Prof. José Carlos Eidam. Lista 1. Curvas

Matemática Fascículo 07 Manoel Benedito Rodrigues

Corrente elétrica, potência, resistores e leis de Ohm

MATEMÁTICA 32, x

Lados de um triângulo retângulo. MA092 Geometria plana e analítica. Mudando o ângulo. Trabalhando no plano Cartesiano

PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO

Caderno 1: 35 minutos. Tolerância: 10 minutos. (é permitido o uso de calculadora)

MATEMÁTICA (11º ano) Exercícios de Exames e Testes Intermédios Equações de retas e planos

4.4 Limite e continuidade

1.Determine o raio do círculo de centro O. Dados: AB=3x-3 e AO=x-3 R. 12

PROFESSOR: Guilherme Franklin Lauxen Neto

QUESTÕES PARA A 3ª SÉRIE ENSINO MÉDIO MATEMÁTICA 2º BIMESTE SUGESTÕES DE RESOLUÇÕES

v = velocidade média, m/s; a = aceleração média do corpo, m/s 2 ;

TIPO DE PROVA: A. Questão 1. Questão 4. Questão 2. Questão 3. alternativa D. alternativa A. alternativa D. alternativa C

Aula 5. Uma partícula evolui na reta. A trajetória é uma função que dá a sua posição em função do tempo:

Cálculo III-A Módulo 5 Tutor

Conteúdo programático por disciplina Matemática 6 o ano

21- EXERCÍCIOS FUNÇÕES DO SEGUNDO GRAU

TIPO DE PROVA: A. Questão 1. Questão 3. Questão 2. Questão 4. alternativa A. alternativa E. alternativa E

Geometria Diferencial de Curvas Espaciais

UNIVERSITÁRIO DE SINOP CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Figura 4.1: Diagrama de representação de uma função de 2 variáveis

II Cálculo Integral em R n

Escola Secundária Gabriel Pereira. Nome: N.º: Ano Turma

Seja D R. Uma função vetorial r(t) com domínio D é uma correspondência que associa a cada número t em D exatamente um vetor r(t) em R 3

Módulo Elementos Básicos de Geometria - Parte 3. Circunferência. Professores: Cleber Assis e Tiago Miranda

MAT Cálculo Diferencial e Integral II - 2 semestre de 2012 Registro das aulas e exercícios sugeridos - Atualizado

Tópico 2. Funções elementares

6.2. Volumes. Nesta seção aprenderemos a usar a integração para encontrar o volume de um sólido. APLICAÇÕES DE INTEGRAÇÃO

Ensinando a trigonometria através de materiais concretos

Prof. Neckel FÍSICA 1 PROVA 1 TEMA 2 PARTE 1 PROF. NECKEL POSIÇÃO. Sistema de Coordenadas Nome do sistema Unidade do sistema 22/02/2016.

Potenciação no Conjunto dos Números Inteiros - Z

DESENHO TÉCNICO ( AULA 03)

Matemática. Resolução das atividades complementares. M20 Geometria Analítica: Circunferência

PARTE 2 FUNÇÕES VETORIAIS DE UMA VARIÁVEL REAL

EXERCÍCIOS DE REVISÃO MATEMÁTICA II GEOMETRIA ANALÍTICA PLANA (Ponto, reta e circunferência)

GEOMETRIA ANALÍTICA II

C Curso destinado à preparação para Concursos Públicos e Aprimoramento Profissional via INTERNET RACIOCÍNIO LÓGICO AULA 9

A lei dos senos. Na Aula 42 vimos que a Lei dos co-senos é. a 2 = b 2 + c 2-2bc cos Â

Escola Secundária com 3º ciclo D. Dinis 11º Ano de Matemática A Tema II Introdução ao Cálculo Diferencial I Funções Racionais e com Radicais

2.1 - Triângulo Equilátero: é todo triângulo que apresenta os três lados com a mesma medida. Nesse caso dizemos que os três lados são congruentes.

MATEMÁTICA II. Aula 5. Trigonometria na Circunferência Professor Luciano Nóbrega. 1º Bimestre

NDMAT Núcleo de Desenvolvimentos Matemáticos

Projeto Jovem Nota 10 Geometria Analítica Circunferência Lista 3 Professor Marco Costa

CÁLCULO: VOLUME III MAURICIO A. VILCHES - MARIA LUIZA CORRÊA. Departamento de Análise - IME UERJ

3 - Bacias Hidrográficas

SISTEMA DE EQUAÇÕES DO 2º GRAU

DESENHO TÉCNICO I. Prof. Peterson Jaeger. APOSTILA Versão 2013

O número mínimo de usuários para que haja lucro é 27.

III. A área do triângulo ABC é igual a r. 2

Módulo de Equações do Segundo Grau. Equações do Segundo Grau: Resultados Básicos. Nono Ano

Se ele optar pelo pagamento em duas vezes, pode aplicar o restante à taxa de 25% ao mês (30 dias), então. tem-se

Geometria Analítica e Vetorial - Daniel Miranda, Rafael Grisi, Sinuê Lodovici

Trigonometria. Relação fundamental. O ciclo trigonométrico. Pré. b c. B Sabemos que a 2 = b 2 + c 2, dividindo os dois membros por a 2 : a b c 2 2 2

SOMBRAS II. Sumário: Manual de Geometria Descritiva - António Galrinho Sombras II - 1

Frente 3 Aula 20 GEOMETRIA ANALÍTICA Coordenadas Cartesianas Ortogonais

Lista 1: Vetores -Turma L

UC: Análise Matemática II. Caderno 1 : Integrais Duplos e Integrais de Linha

Seu pé direito nas melhores Faculdades

Projeto Jovem Nota 10 Geometria Analítica Circunferência Lista 1 Professor Marco Costa

CPV O cursinho que mais aprova na fgv

PARTE 11 VETOR GRADIENTE:

Resolução dos Exercícios sobre Derivadas

3.3 Espaço Tridimensional - R 3 - versão α 1 1

Função. Adição e subtração de arcos Duplicação de arcos

MAT Cálculo Diferencial e Integral para Engenharia II

Transcrição:

Universidade Federal Fluminense Instituto de Matemática e Estatística Departamento de Matemática Aplicada álculo III-A Lista 6 Eercício : Apresente uma parametrização diferenciável para as seguintes curvas planas: a) = {,) =, } b) = {,) + = 4, } c) = {,) + ++ = } } d) = {,) 4 + =, Solução: a) O esboço de está representado na figura que se segue. Fazendo = t temos que = t. omo, t portanto t. Portanto, uma parametrização de é γt) = t,t), com t. Esta parametrização é diferenciável pois eiste γ t) = t,) para todo t em [, ]. Observe que γ t) = t, t ) com t é também uma parametrização de, mas não é diferenciável pois não eiste γ ). Observe também que essas parametrizações percorrem da origem,) para, ).

álculo III-A Lista 6 87 b) Se + = 4 e então é umarco de circunferência deetremidades 3, ) e 3, ). Sendo assim, o esboço de está representado na figura que se segue. γt) =,) t Adotando o ângulo t em radianos) como parâmetros, temos que = cost e = sent. Variação de t Temos que t t t. t 3 t tgt = 3 t = π 6 t = π π 6 = 5π 6 Logo π/6 t 5π/6. Assim, uma parametrização diferenciável de é γt) = cost,sent), com π/6 t 5π/6. Observe que essa parametrização percorre no sentido anti-horário. c) De + ++ = temos: ++ 4 + + + 4 = 4 ou + ) + + ) =. ) Logo, é uma circunferência de centro, e raio =. Então, uma parametrização diferenciável de no sentido anti-horário é γt) = ) + cost, + sent, com t π.

álculo III-A Lista 6 88 d) O esboço da semielipse está representado na figura que se segue. Uma parametrização de no sentido anti-horário) é γt) = cost,sent), com π/ t π/. Eercício : Apresente uma parametrização diferenciável para as seguintes curvas no espaço: a) é o segmento de reta que liga o ponto,,) ao ponto,3,4). b) é a interseção do cilindro + = com o plano z =. c) é a interseção do paraboloide z = + com o plano z = +. Solução: a) Sejam A e B pontos do espaço. Seja P =,,z) pertencente ao segmento AB. z A P B O Então OP = OA + AP. Mas AP é um múltiplo escalar de AB, ou seja, AP = t AB onde t. Logo, γt) = OP = OA+t AB = A )+tb A) = A+tB A) com t, é a equação vetorial do segmento.

álculo III-A Lista 6 89 No nosso caso, temos que A =,,) e B =,3,4). Portanto, uma parametrização do segmento AB é: γt) =,,)+t [,3,4),,) ] =,,)+t,,4) = com t. = t,+t,4t) b) Seja P =,,z) pertence à curva. Logo, e satisfazem à equação + = portanto = cost e = sent, com t π. omo z =, então z = sent cost. Portanto, uma parametrização de é γt) = cost,sent,sent cost), com t π. c) De z = + e z = + temos + = ou + no plano é a circunferência + t π. omo z = +, então = 3 + 5 com t π. ) 5 =. Logo, a projeção de 4 ) 5 = 4. Assim, = 5 cost e = + 5 sent, com sent. Temos que, 5 γt) = cost, + 5 sent, 3 ) + 5 sent Eercício 3: alcule +) ds, onde consiste no menor arco de circunferência + = de,) a,) e do segmento de reta de,) a 4,3). Solução: O esboço de = está representado na figura que se segue. 4,3),),) Por propriedade da integral temos: +) ds = +) ds+ +) ds. álculo de +) ds

álculo III-A Lista 6 9 Uma parametrização de é dada por γ t) = cost,sent), com t π/. Logo γ t) = sent,cost) e γ t) = sent) +cost) = sen t+cos t =. omo ds = γ t) dt então ds = dt. Assim, álculo de +) ds +) ds = π/ = ) ) =. cost+sent) dt = [ ] π/ sent cost = Sejam A =,) e B = 4,3). Uma parametrização de = segmento de reta AB é dada por γ t) = A+tB A), com t ou γ t) =,)+t [ 4,3),) ] =,) + t4,) = 4t, + t), com t. Logo γ t) = 4,) portanto γ t) = 4 + = = 5 e ds = γ t) dt = 5dt. Então, +) ds = = 5[3t +t] = 8 5. 4t++t) 5dt = 5 6t+) dt = Portanto: +) ds = +8 5. Eercício 4: Seja parte da curva interseção das superfícies + +z = e + = 4, com >, situada no primeiro octante. Determine o valor de de modo que z ds = 8 3. Solução: De + +z = e + = 4 temos z = 3 4, logo z = 3 3 significa que a curva está contida no plano horizontal z =. pois z. Isso

álculo III-A Lista 6 9 z 3,,z) / /,,) Seja,,z). Então e satisfazem a equação + = 4, portanto = cost e = sent. omo e temos t π/. omo z = 3 é dada por γt) = e Assim, Então, omo ou cost, sent, 3 z ds = 8 3 portanto = 3 = 6. γ t) = γ t) = z ds = = 4 3 6 então π/ ), com t π/. Logo, sent, cost, ) 4 sen t+ 4 cos t =. ds = γ t) dt = dt. π/ ) ) ) cost sent 3 dt = costsent dt = 4 3 6 4 3 3 = 8 3 4 = 6 8 = 4 3 4 [ ] sen t π/, uma parametrização de = 4 3 3. Eercício 5: Mostre que o momento de inércia de um fio homogêneo com a forma de uma circunferência de raio em torno de um diâmetro é igual a M, onde M é a massa do fio.

álculo III-A Lista 6 9 Solução: Sem perda de generalidade, podemos considerar a circunferência de raio, centrada em,). Então a equação de é + = e, portanto, uma parametrização é γt) = cost,sent), com t π. omo o fio é homogêneo então a densidade é constante, isto é, δ,) = k para todo,). Assim, da Física temos M = k comprimento de ) = kπ) = kπ. onsiderando um diâmetro no eio temos I = k ds = k ds onde ds = γ t) dt = sent,cost) dt = sent) +cost) dt = Então, = sen t+ cos t dt = dt = dt. I = k π sent) dt = k 3 π = kπ 3 = kπ = M. [ sen t dt = k 3 t sent ] π = Eercício 6:Umarametem aformadacurvaobtidacomo interseção dasemi-esfera + +z = 4, com o plano + z =. Sabendo-se que a densidade em cada ponto do arame é dada por f,,z) =, calcule a massa total do arame. Solução: a) A curva está ilustrada na figura que se segue.

álculo III-A Lista 6 93 z z Seja,,z). Então + +z = 4, e +z =, logo + + ) = 4, ou 4+ =, ou ) + =,, ou ) + =,. Logo, a projeção de no plano é a semielipse ) + =,. Então = +cost = sent z = +cost) = cost. omo, então sent portanto t π. Logo, uma parametrização para é dada por Temos portanto omo M = σt) = +cost, sent, cost), t π. σ t) = sent, cost, sent) ds = σ t) dt = sen t+cos t+sen t dt = dt. f,,z) ds = ds, então M = π +cost) sent dt = [ = cost+ sen t ] π = 4 u.m. π sent+sentcost) dt = Eercício 7: Achar a massa da elipse 9 + =, situada no primeiro quadrante se a densidade 4 em cada ponto é igual ao produto das coordenadas do ponto. Solução: A densidade δ,) é dada por δ,) =. Logo, a massa M é dada por M = δ,) ds = ds onde é parametrizada por: γt) = 3cost, sent), t π/ γ t) = 3sent, cost) γ t) = 9sen t+4cos t

álculo III-A Lista 6 94 Então, M = ds = Fazendo u = 9sen t+4cos t, tem-se: π/ 6costsent 9sen t+4cos t dt. du = 8sentcost 8costsent)dt = costsentdt. Se t = e t = π/, tem-se u = 4 e u = 9, respectivamente. Então, M = 6 9 4 u / du = 3 5 3 [ ] 9 u 3/ = 3 3 3) = 38 4 5 5 u.m. Eercício 8: Deseja-se construir uma peça de zinco que tem a forma da superfície do cilindro + = 4, compreendida entre os planos z = e ++z =, com z. Se o metro quadrado do zinco custa M reais, calcule o preço total da peça. Faça um esboço da mesma. Solução: z z = = f,) S,,) Seja S a superfície lateral de base contida no plano e altura f,) = em cada,). Então AS) = f,) ds = ) ds onde é parametrizada por σt) = cost, sent), π/ π π. Assim, σ t) = sent, cost) portanto ds = σ t) dt = dt. Então, π [ ] π AS) = cost sent) dt = 4 t sent+cost = π/ π/ [ )] ) π = 4 π +) + 3π = 4 + = 6π +8 u.a. Logo, o preço da peça é igual a 6π +8)M reais.

álculo III-A Lista 6 95 Eercício 9: alcule a massa de um arame cuja forma é dada pela curva interseção da porção da esfera + +z =, situada no primeiro octante com o plano z =, supondo que a densidade em um ponto P é proporcional ao quadrado da distância de P à origem. Solução: De + +z = e z =,,, z, temos + =, e se, e somente se + ) = ) + = 4 com e. Logo, a projeção do arame no plano é um quarto da elipse ) + 4 com e, cuja parametrização é dada por t) = cost e = + sent, com t [ π/,π/], pois. Para encontrar uma parametrização de utilizamos a equação do plano z =. =, Temos, com t [ π/, π/]. Assim, portanto Logo, ) : γt) = cost, + sent, + sent γ t) = ) sent, cost, cost γ t) = sen t+ 4 cos t+ 4 cos t =. ds = γ t) dt = dt. A densidade em P =,,z) é dada por onde k >. omo M = δ,,z) = k + +z ) = k + +z ), δ,,z) ds então: M = k + +z ) ds = k ds = π/ = k π/ + ) [ sent dt = k t cost ] π/ π/ = kπ u.m.

álculo III-A Lista 6 96 Eercício : alcule a primeira coordenada do centro de massa de um fio homogêneo que está ao longo de uma curva γt) = t i + t5/ j + t4 k, t, se a densidade for δ,,z) =. 5 4 ) Solução:Deγt) = t, 5 t5/, t4 temosqueγ t) =, t 3/,t 3 ),portantoobtemos γ t) = 4 +t3 +t 6 = +t 3 ) = +t 3. Logo, ds = γ t) ) dt = +t 3 dt. A primeira coordenada do centro de massa do fio homogêneo é dada por ds = L onde L é o comprimento de, isto é, Por outro lado, ds = L = b a γ t) ) dt = +t 3 dt = t +t 3) dt = ) [ t+t 4 t dt = + t5 5 [ ] t+ t4 = 6. 4 ] = + 3 5 = 4 5. Logo, = 4 5 6 = 7 5.