Prévia do material em texto
Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 1 Coordenadas Polares Um sistema de coordenadas polares no plano consiste em: Polo (ou origem) O Raio com origem no polo r O ponto P com coordenadas cartesianas P = (x, y) O ponto P com coordenadas polares P = (r, α) Ângulo entre o eixo polar e o raio Relação entre coordenadas cartesianas e coordenadas polares x = r.cos e y = r. sen . Ilustração de equivalências entre coordenadas polares e coordenadas cartesianas. = 0, 𝜋 4 = 0, 𝜋 6 = 0, 0 = 0, 𝜋 3 = 0, 11𝜋 6 0, 2𝜋 3 = 0, 3𝜋 4 = 0, 3𝜋 6 = 0, 𝜋 = 0, 7𝜋 6 = Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 2 Exercícios 1) Determine a equação polar da círculo determinada pela equação cartesiana x2 + (y - 3)2 = 9 Solução: De: x2 + (y - 2)2 = 9 x2 + y2 - 6y + 9 = 9 x2 + y2 - 6y = 0 x2 + y2 = 6y Como: x2 + y2 = r2 x = r.cos e y = r.sen r2 = 6.r.sen r = 6.sen Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 3 2) Determine a equação polar da circunferência dada pela equação cartesiana x2 + (y + 2)2 = 4 Solução: x2 + (y + 2)2 = 4 x2 + y2 + 4y + 4 = 4 x2 + y2 + 4y = 0 x2 + y2 = – 4y Como: x2 + y2 = r2 x = r.cos e y = r.sen r2 = – 4.r.sen r = – 4.sen Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 4 3) Encontre a equação polar dada pela equação cartesiana da reta y = -2. Solução: Como: x2 + y2 = r2 x = r.cos e y = r.sen De y = -2 - 2 = r.sen r = −𝟐 𝐬𝐞𝐧 = – 2 𝟏 𝐬𝐞𝐧 r = – 2 𝟏 𝐬𝐞𝐧 r = – 2.cosec Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 5 4) Represente em um sistema de coordenadas polares os seguintes pontos: P1 = 2, 𝜋 4 P2 = −2, 𝜋 4 P3 = −2,− 𝜋 4 P4 = 2,− 𝜋 4 Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 6 5) Encontrar as coordenadas cartesianas do ponto cujas coordenadas polares são P = −4, 7𝜋 6 Solução: Como: P2 = −4, 7𝜋 6 x = 4 (-4 significa que está em sentido contrário) = 7𝜋 6 = 6𝜋+𝜋 6 = 6𝜋 6 + 𝜋 6 = 2𝜋 + 𝜋 6 = 2𝜋 + 𝜋 6 x = r.cos x = −4 . 𝑐𝑜𝑠 𝜋 6 = −4 . 𝑐𝑜𝑠 30 = 2√3 y = r.sen x = −4 . 𝑠𝑒𝑛 𝜋 6 = −4 . 𝑠𝑒𝑛 30 = 2 Logo, as coordenadas cartesianas são: P = (𝟐√𝟑 , 𝟐) Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 7 6) Determine a equação cartesiana para a equação polar r = 6cos(θ) Solução: Como: x2 + y2 = r2 x = r.cos 𝑥 𝑟 = 𝑐𝑜𝑠 y = r.sen De r = 6.cos θ e 𝑥 𝑟 = 𝑐𝑜𝑠 r = 6. 𝑥 𝑟 r2 = 6x De x2 + y2 = r2 x2 + y2 = 6x x2 + y2 - 6x = 0 Logo, a equação cartesiana é x2 + y2 - 6x = 0 Obs: x2 + y2 - 6x = 0 x2 - 6x + 9 - 9 + y2 = 0 (x – 3)2 + y2 = 9 Centro C = (3, 0) Raio = 3 Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 8 7) Converter a equação polar r = 8( sen(θ) + cos(θ) ) em equação cartesiana. Solução: Como: x2 + y2 = r2 x = r.cos 𝑥 𝑟 = 𝑐𝑜𝑠 y = r.sen 𝑦 𝑟 = 𝑠𝑒𝑛 De r = 8(sen(θ) + cos(θ) ) r = 8. 𝑥 𝑟 + 𝑦 𝑟 r = 8. 𝑥+𝑦 𝑟 r2 = 8.(x + y) De x2 + y2 = r2 x2 + y2 = 8.(x + y) x2 + y2 - 8x - 8y = 0 Logo, a equação cartesiana é x2 + y2 – 8x – 8y = 0 Obs: x2 + y2 - 8x – 8y = 0 x2 - 8x + 16 - 16 + y2 - 8y + 16 - 16 = 0 (x – 4)2 + (y – 4)2 = 32 Centro C = (4, 4) Raio = √32 Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 9 8) Marque o ponto P = (2, 0º) no sistema de coordenadas polares 9) Marque o ponto P = (3, 180º) no sistema de coordenadas polares Calculo Diferencial e Integral II - EAD Unidade III José Fernando Santiago Prates 10 10) Marque o ponto P = (3, /2) no sistema de coordenadas polares 11) Determine todas as coordenadas polares do ponto P = (2, /6) K2 6 ,2 Para k N* k2 6 11 ,2 Para k N* www2.ime.unicamp.br//~ma211/Exercicios.php