Cálculo, Tomo II. 10 Ed. Ron Larson y Bruce H. Edwards

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12.2 Calcular una integral indeďŹ nida En los ejercicios 51 a 56, evalĂşe la integral definida. 1

73.

1

8ti

51.

DerivaciĂłn e integraciĂłn de funciones vectoriales

tj

k dt

t 3j

ti

52.

0

3

t k dt

1 2

53.

a cos t i

a sen t j

4

sec t tan t i

tan t j

2 sen t cos t k dt

2

te t k dt

56.

t 2 j dt

ti

0

57. r t

4e2t i

3et j, r 0

58. r t

3t 2 j

6 t k,

59. r t

32j,

60. r t

4 cos tj

62. r t

r 0

t2 i

te

1 t2

1

e i

2i

r0

i

ut

v t

600 3i 3 sen tk,

t

j

1 j t2

600j, r 0 3k, r 0

r 0 1 2i

r0

k,

(a) Describa la curva. (b) Halle los valores mínimo y måximo de r y r″ .

2j

1 k, r 1 t

j

0 4j

77. Vectores perpendiculares Considere la funciĂłn vec-

torial r(t) = (et sen t)i + (et cos t)j. Demuestre que r(t) y r ″(t) son siempre perpendiculares a cada uno.

k

2i

¿CÓMO LO VE? La gråfica muestra una función vectorial r(t) para 0 ≤ t ≤ 2p y su derivada r′(t) para diferentes valores de t.

63. Derivar Escriba la definiciĂłn de derivada de una funciĂłn vectorial. Describa cĂłmo hallar la derivada de una funciĂłn vectorial y dĂŠ su interpretaciĂłn geomĂŠtrica.

y 4

64. Integrar ÂżCĂłmo encuentra la integral de una funciĂłn vectorial?

Ď€ t=5 6

−5

d rt Âąut dt

r t Âąu t

d wtrt 69. dt

wtr t

d rt dt

rt

71.

d rwt dt

72.

d rt dt

ut

w trt u t

r t

ut

2

−2 −1 −1

Ď€ t=5 4

r t

rt

r t

1

2

Ď€ 4

x

3

−4

(a) Para cada derivada que se muestra en la grĂĄfica, determine si cada componente es positiva o negativa. (b) ÂżEs suave la curva en el intervalo [0, 2p]? Explique su razonamiento. ÂżVerdadero o falso? En los ejercicios 79 a 82, determine si el enunciado es verdadero o falso. Si es falso, explique por quĂŠ o dĂŠ un ejemplo que muestre que es falso. 79. Si una partĂ­cula se mueve a lo largo de una esfera centrada en el origen, entonces su vector derivada es siempre tangente a la esfera. 80. La integral definida de una funciĂłn vectorial es un nĂşmero real. d rt r t dt 82. Si r y u son funciones vectoriales derivables de t, entonces 81.

r wt w t

t=

−2

66. Usar una derivada La componente z de la derivada de una funciĂłn vectorial u es 0 para t en el dominio de la funciĂłn. ÂżQuĂŠ implica esta informaciĂłn acerca de la grĂĄfica de u? DemostraciĂłn En los ejercicios 67 a 74, demuestre la propiedad. En todos los casos, suponga que r, u y v son funciones vectoriales derivables de t, que w es una funciĂłn real derivable de t, y que c es un escalar. d 67. cr t cr t dt

3

1

65. Usar una derivada Las tres componentes de la derivada de una funciĂłn vectorial u son positivas en t = t0. Describa el comportamiento de u en t = t0.

70.

rt

vt

76. Movimiento de una partĂ­cula Una partĂ­cula se mueve en el plano yz a lo largo de la curva representada por la funciĂłn vectorial r(t) = (2 cos t)j + (3 sen t)k.

DESARROLLO DE CONCEPTOS

68.

vt

ut

0

Determinar una antiderivada En los ejercicios 57 a 62, determine r(t) que satisfaga las condiciones iniciales.

61. r t

r t

(a) Use una herramienta de graficación para representar r. Describa la curva. (b) Halle los valores mínimo y måximo de r y r″ .

3

et j

ti

u t

vt

74. Si r(t) ⋅ r(t) es una constante, entonces r(t) ⋅ r′(t) = 0.

0

55.

ut

75. Movimiento de una partícula Una partícula se mueve en el plano xy a lo largo de la curva representada por la función vectorial r(t) = (t – sen t)i + (1 – cos t)j.

k dt

0

54.

d rt dt rt

831

d rt dt

ut

r t

u t.


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