문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 벡터와 공간

벡터함수의 미분과 적분

먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.

OpenStax 3권 · 3장 복습 · 18번대학 수준우리말 번역

다음 함수를 t=0t=0 에서부터 tt 가 증가하는 방향으로 잰 호의 길이에 대해 다시 매개화하세요.

r(t)=cos⁡(2t)i+8tj−sin⁡(2t)k\text{r}(t)=\cos (2t)\text{i}+8t\text{j}-\sin (2t)\text{k}

영어 원문 보기

Reparameterize the following functions with respect to their arc length measured from t=0t=0 in direction of increasing t.t.

r(t)=cos⁡(2t)i+8tj−sin⁡(2t)k\text{r}(t)=\cos (2t)\text{i}+8t\text{j}-\sin (2t)\text{k}

정답·풀이 보기

r(t(s))=cos⁡(2s68)i+8s68j−sin⁡(2s68)k\text{r}(t(s))=\cos \left(\frac{2s}{\sqrt{68}}\right)\text{i}+\frac{8s}{\sqrt{68}}\text{j}-\sin \left(\frac{2s}{\sqrt{68}}\right)\text{k}

원본 교재 풀이(영어)

r(t(s))=cos⁡(2s68)i+8s68j−sin⁡(2s68)k\text{r}(t(s))=\cos \left(\frac{2s}{\sqrt{68}}\right)\text{i}+\frac{8s}{\sqrt{68}}\text{j}-\sin \left(\frac{2s}{\sqrt{68}}\right)\text{k}

한 번 더 — 비슷한 문제CLP-4 · 1.1절 · 12번우리말 번역

위치가 다음과 같은 입자의 시각 tt 에서의 속도, 속력, 가속도를 구하세요.

r(t)=acos⁡t ı^+asin⁡t ȷ^+ct k^\mathbf{r}(t)= a \cos t\,\hat{\boldsymbol{\imath}}+a\sin t\,\hat{\boldsymbol{\jmath}}+ct\,\hat{\mathbf{k}}

입자의 경로를 설명하세요.

다 풀었으면 정답 확인

다음이 주어져 있다.

r(t)=acos⁡t ı^+asin⁡t ȷ^+ct k^\mathbf{r}(t)= a \cos t\,\hat{\boldsymbol{\imath}}+a\sin t\,\hat{\boldsymbol{\jmath}}+ct\,\hat{\mathbf{k}}

따라서 정의에 의해

속도=v(t)=r′(t)=−asin⁡t ı^+acos⁡t ȷ^+c k^속력=dsdt(t)=∣r′(t)∣=a2+c2가속도=a(t)=r′′(t)=−acos⁡t ı^−asin⁡t ȷ^\begin{aligned} \text{속도}&= \mathbf{v}(t)= \mathbf{r}'(t)=-a \sin t\,\hat{\boldsymbol{\imath}}+a\cos t\,\hat{\boldsymbol{\jmath}}+c\,\hat{\mathbf{k}}\\ \text{속력}&=\frac{\mathrm{d}s}{\mathrm{d}t}(t) = |\mathbf{r}'(t)| = \sqrt{a^2+c^2} \\ \text{가속도}&=\mathbf{a}(t)= \mathbf{r}''(t)=-a \cos t\,\hat{\boldsymbol{\imath}}-a\sin t\,\hat{\boldsymbol{\jmath}} \end{aligned}

tt 가 길이 2π2\pi 인 구간을 움직이는 동안 (x,y)(x,y) 는 반지름이 aa 인 원을 그리고 zz 는 2πc2\pi c 만큼 증가한다. 경로는 반지름이 aa 이고 한 바퀴 돌 때마다 높이가 2πc2\pi c 만큼 올라가는 나선이다.

이 문제로 이어서 풀기
OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)

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