Overflate

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
PF
Pytagoras
Pytagoras
Innlegg: 7
Registrert: 24/05-2008 20:22

Kan noen vær så vennlig å hjelpe meg med å finne overflaten av den delen av paraboloiden z = 2-x[sup]2[/sup]-y[sup]2[/sup] som blir skjært ut av kjeglen z = [symbol:rot] (x[sup]2[/sup]+y[sup]2[/sup])?
FredrikM
Poincare
Poincare
Innlegg: 1367
Registrert: 28/08-2007 20:39
Sted: Oslo
Kontakt:

Hva har du gjort så langt?

Husker jeg har gjort samme oppgaven tidligere i år.

Første punkt på planen er ihvertfall å finne skjærtingspunktene mellom de to grafene.
Cube - mathematical prethoughts | @MatematikkFakta
Med forbehold om tullete feil. (både her og ellers)
PF
Pytagoras
Pytagoras
Innlegg: 7
Registrert: 24/05-2008 20:22

Skjæringskurva er grei. Setter de to utrykkene lik hverdandre:

z = 2-x[sup]2[/sup]-y[sup]2[/sup] = [symbol:rot]x[sup]2[/sup]+y[sup]2[/sup].

Litt omorganisering gir da at

x[sup]2[/sup]+y[sup]2[/sup]+[symbol:rot]x[sup]2[/sup]+y[sup]2[/sup]-2 = 0

som jo er en andregradsligning med x[sup]2[/sup]+y[sup]2[/sup] som ukjent. Løser ut og får at skjæringskurven er en sirkel med radius lik 1. Så tenkte jeg å parametrisere kjeglen:

x = r cos θ
y = r sin θ med 0≤θ≤2[symbol:pi] og 0≤rθ≤1
z = r

Siden A = [symbol:integral] [symbol:integral] dσ finner jeg dσ ved å derivere r (r,θ) mhp de to variable å krysse dem. Absoluttverdien av dette skulle da bli dσ som jeg er ute etter. Får da dσ = [symbol:rot] 2r. Men dette kan da umulig stemme. Får ihvertfall feil svar når jeg så setter inn for grensene...
fraha
Pytagoras
Pytagoras
Innlegg: 6
Registrert: 22/05-2005 17:52

Dette ser riktig ut, bortsett fra at det er den avskjærte paraboloiden, og ikke kjeglen, vi skal beregne overflaten av.

Overflatedifferensialet er

[tex]d \sigma = \frac{\mid \nabla f \mid}{\mid \nabla f \cdot \vec{k} \mid} dA\\ = \mid-2x \vec{i} -2y \vec{j} + \vec{k} \mid dx dy \\ = \sqrt{4r^2 +1} r dr d\theta[/tex]

Enklest å bruke polarkoordinater.

Overflatearealet blir da
[tex] \int_{0}^{2\pi} \int_{0}^{1} \sqrt{4r^2+1} rdr d\theta \\ = 2\pi \left[\frac{1}{12} (4r^2+1)^{\frac{3}{2}} \right]_{0}^{1} = \frac{\pi}{6} (5\sqrt{5} -1)[/tex]
Svar