עקומות פרמטריות, וקטורי מהירות ועקמומיות
פונקציות וקטוריות, ישר משיק, אורך קשת, עקמומיות וטריאדר פרנה-סרה
עקומות פרמטריות, וקטורי מהירות ועקמומיות
פונקציות וקטוריות, ישר משיק, אורך קשת, עקמומיות וטריאדר פרנה-סרה
מטרות למידה מרכזיות:
1. פונקציות וקטוריות ועקומות במרחב
פונקציה וקטורית היא התאמה המקשרת בין משתנה סקלרי ממשי t לבין וקטור במרחב r(t) = (x(t), y(t), z(t)). כאשר t נע בקטע מסוים, קצה הווקטור מתווה מסלול חד-ממדי במרחב המכונה עקומה מרחבית פרמטרית. תחום ההגדרה של הפונקציה הווקטורית הוא חיתוך תחומי ההגדרה של שלוש הפונקציות הסקלריות המרכיבות אותה.
תרגיל 1
רמת קושי: בסיסימצאו את תחום ההגדרה של הפונקציה הווקטורית r(t) = (ln(t + 2), sqrt(9 - t²), 1/(t - 1)).
נדרוש שתחום ההגדרה יתקיים עבור כל אחד משלושת הרכיבים בו-זמנית:
נבצע חיתוך בין התנאים: (-2, 3] ללא הנקודה t = 1, כלומר: (-2, 1) U (1, 3].
2. גבולות ורציפות של פונקציות וקטוריות
גבול של פונקציה וקטורית מוגדר באמצעות גבולות רכיביה בנפרד: הגבול קיים אם ורק אם הגבול קיים עבור כל אחד משלושת הרכיבים.
תרגיל 2
רמת קושי: בסיסיחשבו את הגבול כאשר t שואף ל-0 של הפונקציה הווקטורית r(t) = (sin(3t)/t, (e^(2t) - 1)/t, cos(5t)).
נחשב את הגבול של כל רכיב בנפרד:
וקטור הגבול הוא (3, 2, 1).
3. נגזרת, וקטור מהירות ווקטור תאוצה
הנגזרת r'(t) מייצגת את וקטור המהירות v(t). כיוונו משיק לעקומה בכיוון התנועה, וגודלו ||v(t)|| הוא המהירות הסקלרית (speed). הנגזרת השנייה r''(t) מייצגת את וקטור התאוצה a(t).