乱七八糟数学之美数学基础

(10.2)James Stewart Calculus 5th

2016-12-18  本文已影响20人  dodo_lihao

Calculus with Parametric Curves 参数曲线的微积分

表示曲线的参数等式。
对应的微积分在 参数曲线的应用。
通常解决问题会用


Tangents 切线

前面 自变量 和 因变量 之间的表达式,很好理解

这里 参数方程, 例如 x = f(t) 和 y = g(t) 的表达。
最后得到 y = F(x)
也就是: g(t) = F(f(t))
【注意: 这里 g,F,f都是可微的】
通过链式原则,可以得到



如果



我们可以得到:

其实, 换一种写法,也就是:

例子1


(a)
因为过(3,0)



可以得到 t = 0, 或者 t = 正负根号3 (先简单这样写吧,哎)
这里x = 3, 也就是 t 为 正负根号3
在(3,0)有2个切线值, 我们可以得到



由 t 为 正负根号3
可以得到:

所以,2个切线为:

(b)
水平切线,也就是 斜率为 0

竖直切线,也就是

具体过程

【水平切线】,由



可以得到



并且这个时候,都满足:dx / dt ≠ 0
可以得到对应的点(1,2),(1,-2)

【竖直切线】,由
dx / dt = 2t = 0
可以得到 t = 0
这个时候,dy / dt ≠ 0
我们可以得到点(0,0)

(c)
我们求2次导数,有:



可以知道

(d)
自己就贴一下图,不是自己画....



Areas 面积

对应的由 自变量,因变量 到 第3参数,其实就是一个转换的过程
都用t表示即可



例子3


我们先看下图3:



再由





我们可以把面积 A 化简为:

Arc Length 弧长

之前有,当曲线C连续,也就是 F 可导,有:



如果有:



这个时候,我们把自变量都变成t,有:


有:


具体证明,略


例子4


这里10.1的 Example2, 我们贴一下题目和图:



图:


这里,由:



我们可以表示对应的弧长:



Surface Area 表面积

如果 f' , g' 存在,并且连续, 还有 g(t) >= 0
我们有:



例子6


对应的球体,就是半圆旋转得到的:



所以,表面积为:



证毕
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