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Cálculo de las derivadas de una función vectorial y la norma de sus vectores derivados, Ejercicios de Cálculo diferencial y integral

En este documento se presenta el cálculo de las derivadas de una función vectorial y la norma de sus vectores derivados para dos funciones diferentes. Se calculan las derivadas instanteanas y las normas de los vectores derivados en distintos intervalos de tiempo. El documento puede resultar útil para estudiantes de matemáticas, ingeniería y física.

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 07/06/2021

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bg1
16) Calcule Rαf ds si fyαson los que indican
(a) f(x, y, z) = x+y+z , α(t) =
(2t, 0,0) si 06t61
(2,3t3,0) si 16t62
(2,3,2t4) si 26t63
(b) f(x, y, z)=2xy+ 2z2, α(t) = (t, t2,0) si 06t61
(1,1, t 1) si 16t63
Sol
(a) f(x, y, z) = x+y+z , α(t) =
(2t, 0,0), t [0,1]
(2,3t3,0), t [1,2]
(2,3,2t4), t [2,3]
i)
I1=α(t) = (2t, 0,0)
α0(t) = (2,0,0) Z1
0
2t(2) dt =4t2
2|1
0= 2
kα0(t)k= 2
f(α(t)) = 2t
ii)
I2=α(t) = (2,3t3,0)
α0(t) = (0,3,0) Z2
1
(3t1)(3) dt =9t2
23t|2
1
kα0(t)k= 3 = 9(4)
269
23
= (12) 3
2=21
2
f(α(t)) = 3t1
iii)
I3=α(t) = (2,3,2t4)
α0(t) = (0,0,2) Z3
2
(2t+ 1)(2) dt =4t2
2+ 2t|3
2
kα0(t)k= 2 = 4(9)
2+ 2(3)4(4)
2+ 4
= (24) (12) = 12
f(α(t)) = 2t+ 1
I1+I2+I3= 2 + 21
2+ 12 = 49
2
1
pf2

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¡Descarga Cálculo de las derivadas de una función vectorial y la norma de sus vectores derivados y más Ejercicios en PDF de Cálculo diferencial y integral solo en Docsity!

  1. Calcule

α f ds^ si^ f^ y^ α^ son los que indican

(a) f (x, y, z) = x + y + z, α(t) =

(2t, 0 , 0) si 0 6 t 6 1 (2, 3 t − 3 , 0) si 1 6 t 6 2 (2, 3 , 2 t − 4) si 2 6 t 6 3

(b) f (x, y, z) = 2x − √y + 2z^2 , α(t) =

(t, t^2 , 0) si 0 6 t 6 1 (1, 1 , t − 1) si 1 6 t 6 3

Sol

(a) f (x, y, z) = x + y + z, α(t) =

(2t, 0 , 0), t  [0, 1] (2, 3 t − 3 , 0), t  [1, 2] (2, 3 , 2 t − 4), t  [2, 3]

i)

I 1 = α(t) = (2t, 0 , 0)

α′(t) = (2, 0 , 0) ⇒

0

2 t(2) dt = 4 t^2 2

|^10 = 2

‖α′(t)‖ = 2

f (α(t)) = 2t

ii)

I 2 = α(t) = (2, 3 t − 3 , 0)

α′(t) = (0, 3 , 0) ⇒

1

(3t − 1)(3) dt =

9 t^2 2 − 3 t

|^21

‖α′(t)‖ = 3 =

f (α(t)) = 3t − 1

iii)

I 3 = α(t) = (2, 3 , 2 t − 4)

α′(t) = (0, 0 , 2) ⇒

2

(2t + 1)(2) dt =

4 t^2 2

  • 2t

|^32

‖α′(t)‖ = 2 =

f (α(t)) = 2t + 1

∴ I 1 + I 2 + I 3 = 2 +

(b) f (x, y, z) = 2x −

y + 2z^2 , i)

I 1 = α(t) = (t, t^2 , 0) t[0, 1]

α′(t) = (1, 2 t, 0) ⇒

0

t

1 + 4t^2 dt

‖α′(t)‖ =

1 + 4t^2 4 t^2 + 1 = u

8 tdt = du → tdt = du 8 f (α(t)) = 2t − t = t =

0

u

du =

2 u^3 /^2 3

(4t^2 + 1)^3 /^2

|^10

53 /^2

53 /^2 − 1

ii)

I 2 = α(t) = (1, 1 , t − 1) t[1, 3]

α′(t) = (0, 0 , 1) ⇒

1

(1 + 2(t − 1)^2 ) dt

‖α′(t)‖ = 1 =

1

(1 + 2t^2 + 2 − 4 t) dt

2 t^3 3

4 t^2 2

  • 3t

|^31 =

f (α(t)) = 2 − 1 + 2(t − 1)^2

∴ I 1 + I 2 =

53 /^2 − 1