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Trayectorias cálculo multivariado, Ejercicios de Cálculo para Ingenierios

Definiciones y ejercicios gráficos de trayectorias

Tipo: Ejercicios

2022/2023

Subido el 20/08/2023

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Carolina Isabel Gómez Cruz No. 14
Actividad 6 BS
1. Investigue la definición de camino o trayectoria en el espacio ℝ𝑛.
Es la curva que se forma por ciertos putos dados que describe el camino de una partícula. Dicho
de otra manera, es la curva trazada por r durante el intervalo de tiempo I.
2. Explique que es una trayectoria: a) cerrada, b) simple y c) cerrada simple.
a) Cerrada: se dice que una trayectoria es cerrada si comienza y termina en el mismo punto.
También se les puede conocer como lazos o bucles cerrados. Si f(a) = f(b) se dice que el
camino es cerrado.
b) Simple: se conoce como trayectoria simple a aquella cuya función es inyectiva en I.
c) Cerrada simple: se dice que una trayectoria es cerrada simple cuando la función f(a) = f(b) y
a la vez f, restringida al intervalo I, es inyectiva.
3. ¿Cómo se define la gráfica de una función vectorial? ¿A qué espacio pertenece el gráfico?
La gráfica de una función vectorial es aquella curva C que está descrita por los puntos finales de
los vectores que forman parte de la función para toda t que pertenece al dominio de la función.
Dicho gráfico se encuentra en 3 ya que una función vectorial transforma un número real es un
vector:
f: 3, definida como f(t)=(x(t), y(t), z(t)),
donde x(t), y(t) y z(t) son funciones componentes de variable real del parámetro t.
4. Investigue la definición de traza de una trayectoria.
La traza de una trayectoria se puede definir como la línea definida por los puntos que han
pasado, o iniciado su movimiento, por un punto de interés definido. Es decir, una línea
trayectoria muestra el recorrido de una partícula.
f = { f(t) E n | t E I } n
La variable t recorre el intervalo I, dejando marcada su traza de manera continua.
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¡Descarga Trayectorias cálculo multivariado y más Ejercicios en PDF de Cálculo para Ingenierios solo en Docsity!

Carolina Isabel Gómez Cruz No. 14

Actividad 6 BS

1. Investigue la definición de camino o trayectoria en el espacio ℝ𝑛. Es la curva que se forma por ciertos putos dados que describe el camino de una partícula. Dicho de otra manera, es la curva trazada por r durante el intervalo de tiempo I. 2. Explique que es una trayectoria: a) cerrada, b) simple y c) cerrada simple. a) Cerrada: se dice que una trayectoria es cerrada si comienza y termina en el mismo punto. También se les puede conocer como lazos o bucles cerrados. Si f(a) = f(b) se dice que el camino es cerrado. b) Simple: se conoce como trayectoria simple a aquella cuya función es inyectiva en I. c) Cerrada simple: se dice que una trayectoria es cerrada simple cuando la función f(a) = f(b) y a la vez f , restringida al intervalo I , es inyectiva. 3. ¿Cómo se define la gráfica de una función vectorial? ¿A qué espacio pertenece el gráfico? La gráfica de una función vectorial es aquella curva C que está descrita por los puntos finales de los vectores que forman parte de la función para toda t que pertenece al dominio de la función. Dicho gráfico se encuentra en ℝ^3 ya que una función vectorial transforma un número real es un vector: f : ℝ → ℝ^3 , definida como f (t)=(x(t), y(t), z(t)), donde x(t), y(t) y z(t) son funciones componentes de variable real del parámetro t. 4. Investigue la definición de traza de una trayectoria. La traza de una trayectoria se puede definir como la línea definida por los puntos que han pasado, o iniciado su movimiento, por un punto de interés definido. Es decir, una línea trayectoria muestra el recorrido de una partícula. f = { f ( t ) E ℝn^ | t E I } ⊂ ℝn La variable t recorre el intervalo I, dejando marcada su traza de manera continua.

5. ¿A qué se le llama velocidad de un camino o trayectoria?

Se le llama velocidad de trayectoria a la relación que se establece entre el desplazamiento realizado por la partícula en el intervalo de tiempo en que se llevó a cabo. Si el tiempo tiende a cero, la velocidad es instantánea.

Se puede obtener como la primera derivada de una función f que describa posición. Así se obtendrá un vector tangente a la curva apuntando en el sentido de la dirección del recorrido.

6. ¿A qué se le llama una trayectoria regular?

Se dice que una trayectoria es regular cuando la partícula que se estudia sigue una línea recta durante su movimiento, es decir que presentan un movimiento rectilíneo.

Para que esto se cumpla, la función f(t) debe ser derivable en todos sus puntos.

7. Usando la definición de derivada de una función vectorial, demuestre que la función 𝑓⃗ ( 𝑡 )=( 𝑡 , | 𝑡 |) no es derivable en 𝑡 =0, mientras que 𝑓⃗ ( 𝑡 )=( 𝑡^3 , 𝑡^2 | 𝑡 |) si es derivable en 𝑡 =0. Grafique sus trazas usando Wolfram y conjeture respecto a los picos que se aprecian en los gráficos.

Fuentes de consulta

Trayectoria. (s. f.). Fisicalab. https://www.fisicalab.com/apartado/trayectoria

Trayectoria y Ecuación de Posición. (s. f.-b). Fisicalab.

https://www.fisicalab.com/apartado/ecuacion-trayectoria

Campos vectoriales conservativos (artículo). (s. f.). Khan Academy.

https://es.khanacademy.org/math/multivariable-calculus/integrating-multivariable-functions/line-

integrals-in-vector-fields-articles/a/conservative-fields