CURVAS Y SUPERFICIES, S.L. Rueda CURVAS. 1.2 Longitud de una curva. Parámetro arco.

Documentos relacionados
3 Curvas alabeadas. Solución de los ejercicios propuestos.

3 Curvas alabeadas (curvas en R 3 )

OCW-Universidad de Málaga, (2014). Bajo licencia. Creative Commons Attribution- NonComercial-ShareAlike 3.

1 Parametrización de curvas

Funciones Vectoriales

Resumen de Geometría Diferencial de Curvas y Supercies

VELOCIDAD Y ACELERACION. RECTA TANGENTE.

Tema 4: Movimiento en 2D y 3D

Geometría Diferencial Preguntas de la teoría para el examen

1.1 El caso particular de las curvas planas.

Relación de ejercicios de los temas 1 y 2

F. Geometría y Geometría Computacional Fundamentos de Geometría y Geometría Computacional

Tema 3: Cinemática del punto

Práctica 9. Curvas parametrizadas planas y alabeadas. Definición de una curva parametrizada plana y una curva parametrizada alabeada:

Análisis II Análisis matemático II Matemática 3.

Preliminares sobre funciones de varias variables

CONCEPTOS PRELIMINARES

Matemáticas III Andalucía-Tech

Ejercicios de Curvas y Superficies

ACTIVIDADES GA ACTIVIDAD

CAMPOS VECTORIALES. Presenta: M.E.M. Enrique Arenas Sánchez. 21 de septiembre de 2016

Curvas en el plano y en el espacio

10. Geometría diferencial de curvas y superficies.

Soluciones de los ejercicios del segundo examen parcial

Función Longitud de Arco

1. Curvas Regulares y Simples

Geometría Diferencial y sus Aplicaciones

Una Introducción a la Geometría Diferencial en Espacios Euclidianos

SERIE # 2 CÁLCULO VECTORIAL

AVANCE DE CONCEPTOS GEOMETRÍA DIFERENCIAL

Curvas y Superficies

Matemáticas III Tema 6 Integrales de superficie

Función diferenciable Regla de la cadena (2 variables) Regla de la cadena (vectorial) Diferenciabilidad

Integrales Curvilíneas.

Plano Tangente y Vector Normal

Integral de superficie.

Graficación. Representación Explicita. Representación Paramétrica. Representación Implícita. Representación de curvas

Curvas. 1 Representación analítica de curvas Cambio admisible de parámetro... 7

4 Superficies regulares

El teorema de Fary-Milnor

1. (3 puntos) Contesta brevemente, pero razonando las respuestas, a las siguientes cuestiones:

CURVAS Y SUPERFICIES. RELACIÓN 2

Ejercicios de Fundamentos Matemáticos I. Rafael Payá Albert. Ingeniería de Telecomunicaciones. Departamento de Análisis Matemático

Relación de ejercicios del tema 3

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ ESTUDIOS GENERALES CIENCIAS. Cálculo 3 Práctica N 3 Semestre Académico

Análisis II Análisis matemático II Matemática 3.

1 Curvas planas. Solución de los ejercicios propuestos.

x (0) si f (x) = 2s 1, s > 1 d) f 3. Analizar la existencia de derivadas laterales y de derivada en a = 0, para las siguientes funciones:

Parametrización de curvas Integrales de linea. h"p://

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID MATEMÁTICAS PARA LA ECONOMÍA II PROBLEMAS (SOLUCIONES ) HOJA 3: Derivadas parciales y diferenciación.

y = x x 0, 4 π 2 π π

Matemáticas II CURVAS

GEOMETRÍA DIFERENCIAL

CÁLCULO III. Pablo Torres. Parte 4: Integrales curvilíneas. Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura - Universidad Nacional de Rosario

La Geometría Esférica

Asignaturas antecedentes y subsecuentes Álgebra Lineal II y Cálculo Vectorial I.

Joaqu ın P erez Mu noz Curvas y Superficies

ALINEAMIENTO HORIZONTAL

MATE1207 Primer parcial - Tema A MATE-1207

Lección 4. Integrales múltiples. 4. Superficies parametrizadas.

Geometría de Curvas y Superficies. Pablo Esquer Castillo, mayo de 2018

Joaqu ın P erez Mu noz Curvas y Superficies

Funciones Diferenciables. Superficies.

Superficies Parametrizadas y Áreas

Sea D el conjunto formado por todas las rectas del plano.

CURVAS PLANAS CONVEXAS

Vector Tangente y Vector Normal

Cálculo de Geodésicas en Superficies de Revolución

Funciones Diferenciables. Superficies.

Superficies regladas y desarrollables a lo largo de curvas de Bézier

Matemáticas III Tema 5 Integrales de línea

Apuntes de Geometría Diferencial de Curvas y Superficies

CÁLCULO II Funciones de varias variables

ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA DE SEVILLA Ingeniería Técnica Industrial, Especialidad de Electricidad

Geometría de Curvas y Superficies

CÁLCULO II Grados en Ingeniería

1. Use el Teorema de Green para calcular el área de la región del. plano xy que satisface las desigualdades y x, x y, 8xy 1.

PROGRAMACIÓN DE ASIGNATURAS

Repaso Curvatura Desarrollables Línea de estricción

El Problema de Cauchy para EDPs de Primer Orden

1. Hallar la ecuación del plano que pasa por el punto (3, 1, 2) y satisface la condición dada. a) paralelo al plano xy b) perpendicular al eje y

Vector derivada Definición de vector derivada. Tema 7

APLICACIONES DEL TEOREMA DE STOKES. PROBLEMAS RESUELTOS. E. Bendito, A. Carmona y A. M. Encinas

Coordinación de Matemática I (MAT021) Taller 10

Coordinación de Matemática IV Guía-Apunte de Preparación del CAR. 2 do Semestre Contenidos del Certamen

RELACIÓN DE EXÁMENES DE GEOMETRÍA III

Parcial I Cálculo Vectorial

CALCULO VECTORIAL GUÍA DE EJERCICIOS N 1 INTEGRALES DE LINEA Y SUS APLICACIONES

Instituto de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de la República Mecánica clásica Mecánica clásica

Grado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicación. Universidad de Sevilla. Matemáticas I. Departamento de Matemática Aplicada II.

1 Parametrización de super cies regladas

Velocidad y aceleración

PRÁCTICA INTEGRAL DE LINEA DE UN CAMPO ESCALAR CURSO CÁLCULO II. Práctica 4 (10/03/2015)

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SANTO DOMINGO Primada de América FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE MATEMÁTICAS

PRÁCTICA FUNCIONES CURSO Práctica 5 (4- XI-2015)

LISTA DE SÍMBOLOS. Bajada, movimiento que realiza el palpador al acercarse al centro de rotación de la

Funciones Vectoriales

Problemas de Selectividad de Matemáticas II Comunidad de Madrid (Resueltos) Isaac Musat Hervás

EJERCICIO 1. Trazar por el punto P una recta p perpendicular a. Hallar el punto I de intersección de ambos. P" =I''=p''

Transcripción:

CURVAS. 1.2 Longitud de una curva. Parámetro arco.

1.1 Definición de curva parametrizada espacial. Representación implícita. 1.2 Longitud de una curva. Parámetro arco. 1.3 Curvatura y torsión. Triedro de Frenet. 1.4 Curvas notables: hélices, curvas de Bézier.

Sea C una curva parametrizada con parametrización regular α : I R R 3, α(t) = (x(t), y(t), z(t)). CURVAS Y SUPERFICIES, S.L. Rueda La longitud del vector tangente α (t) = (x (t), y (t), z (t)) en cada punto α(t) de C es la norma del vector tangente α (t) = x (t) 2 + y (t) 2 + z (t) 2. Fijado un valor del parámetro t 0 I. La longitud del arco de la curva C entre los puntos α(t 0 ) y α(t) se calcula mediante la integral: s(t) = t t 0 α (u) du. La función s : I R recibe el nombre de función longitud de arco.

Obsérvese que como estamos suponiendo α regular α (t) 0, t I y así (por el Teorema Fundamental del Cálculo Integral) s es una función diferenciable en t con s (t) = ds(t) dt = α (t). Sea ϕ : J = Im(s) I la función inversa de la función longitud de arco. Es decir, ϕ(s(t)) = t, t I y así ϕ (s(t))s (t) = 1, de donde ϕ (s(t)) = 1 s (t) = 1 α (t) = 1 α (ϕ(s(t))).

Obsérvese que como estamos suponiendo α regular α (t) 0, t I y así (por el Teorema Fundamental del Cálculo Integral) s es una función diferenciable en t con s (t) = ds(t) dt = α (t). Sea ϕ : J = Im(s) I la función inversa de la función longitud de arco. Es decir, ϕ(s(t)) = t, t I y así ϕ (s(t))s (t) = 1, de donde ϕ (s(t)) = 1 s (t) = 1 α (t) = 1 α (ϕ(s(t))).

Llamamos a s = s(t) parámetro arco (longitud del arco de curva desde un punto P de la curva) y se tiene que ϕ 1 (s) = α (ϕ(s)) 0, s J. Lo que demuestra que ϕ es un cambio admisible de parámetro.

Llamamos a s = s(t) parámetro arco (longitud del arco de curva desde un punto P de la curva) y se tiene que ϕ 1 (s) = α (ϕ(s)) 0, s J. Lo que demuestra que ϕ es un cambio admisible de parámetro. La reparametrización β : J R 3, β(s) = α(ϕ(s)) recibe el nombre de parametrización por la longitud de arco de C, o representación paramétrica natural de C. Se tiene que β (s) = 1 y por tanto s β (u) du = du = s s 0 s 0 s 0 es la longitud del arco de curva C entre los puntos β(s 0 ) y β(s). s

Ejemplos. 1. Obtenemos una representación paramétrica regular α de la curva C intersección de las superficies S 1 y 2 + (z 1) 2 = 1 y S 2 x + y 2 = 1. Utilizamos α para calcular la expresión de la función longitud de arco (con t 0 = 0).

Ejemplos. 1. Obtenemos una representación paramétrica regular α de la curva C intersección de las superficies S 1 y 2 + (z 1) 2 = 1 y S 2 x + y 2 = 1. Utilizamos α para calcular la expresión de la función longitud de arco (con t 0 = 0). Solución α(t) = (1 cos(t) 2, cos(t), sen(t) + 1), t I = [0, 2π). t α (t) 0 y s(t) = sen2 (u) + 1du, t I. 0

2. Calcular la expresión de la función longitud de arco (con t 0 = 0) de la curva regular C parametrizada por α(t) = ((t + π)cos(t), (t + π) sen(t), t 2 /2 + πt + π 2 /2]), t [ 2π, 2π].

2. Calcular la expresión de la función longitud de arco (con t 0 = 0) de la curva regular C parametrizada por α(t) = ((t + π)cos(t), (t + π) sen(t), t 2 /2 + πt + π 2 /2]), t [ 2π, 2π]. Solución s(t) = t 0 1 + 2(u + π)2 du.

3. Obtener la representación natural de la hélice C parametrizada por ( 1 t α(t) = 2 sen(t),, 1 ) cos(t), t [0, + ). 2 2

3. Obtener la representación natural de la hélice C parametrizada por ( 1 t α(t) = 2 sen(t),, 1 ) cos(t), t [0, + ). 2 2 Solución s(t) = t y por tanto t es el parámetro arco y α la representación natural de C.

3. Obtener la representación natural de la hélice C parametrizada por ( 1 t α(t) = 2 sen(t),, 1 ) cos(t), t [0, + ). 2 2 Solución s(t) = t y por tanto t es el parámetro arco y α la representación natural de C. 4. Obtener la representación natural de la hélice C parametrizada por α(t) = (acos(t), a sen(t), bt), t [0, + ).

3. Obtener la representación natural de la hélice C parametrizada por ( 1 t α(t) = 2 sen(t),, 1 ) cos(t), t [0, + ). 2 2 Solución s(t) = t y por tanto t es el parámetro arco y α la representación natural de C. 4. Obtener la representación natural de la hélice C parametrizada por α(t) = (acos(t), a sen(t), bt), t [0, + ). Solución s(t) = a 2 + b 2 t y la representación natural es ( ( ) ( ) ) s s s β(s) = α(ϕ(s)) = acos, a sen, b, a2 + b 2 a2 + b 2 a2 + b 2 con s [0, + ).