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ESTÁCIO
Consideremos a curva regular parametrizada pelo comprimento de arco, com s ∈ R s ∈ R α ( s ) = ( 5 + 4 cos s 4 , 3 + 4 sen s 4 ) α ( s ) = ( 5 + 4 cos ⁡ s 4 , 3 + 4 sen ⁡ s 4 ) Lembrando que a curvatura de α α em s ∈ I s ∈ I é a função κ : I → R κ ( s ) = ⟨ t ′ ( s ) , n ( s ) ⟩ = − x ′ ′ ( s ) y ′ ( s ) + y ′ ′ ( s ) x ′ ( s ) κ : I → R κ ( s ) = ⟨ t ′ ( s ) , n ( s ) ⟩ = − x ′ ′ ( s ) y ′ ( s ) + y ′ ′ ( s ) x ′ ( s ) E determinando a curvatura dessa curva, obtemos: A 1 2 1 2 B 1 5 1 5 C 1 4 1 4 D 4 E 3
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Cris M

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Cris M

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Respostas

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há 11 meses

Para determinar a curvatura da curva parametrizada \( \alpha(s) = (5 + 4 \cos(s/4), 3 + 4 \sin(s/4)) \), precisamos seguir alguns passos. 1. Encontrar as derivadas: - A primeira derivada \( \alpha'(s) \) é dada por: \[ \alpha'(s) = \left(-\frac{4}{4} \sin\left(\frac{s}{4}\right), \frac{4}{4} \cos\left(\frac{s}{4}\right)\right) = (-\sin\left(\frac{s}{4}\right), \cos\left(\frac{s}{4}\right)) \] - A segunda derivada \( \alpha''(s) \) é: \[ \alpha''(s) = \left(-\frac{1}{4} \cos\left(\frac{s}{4}\right), -\frac{1}{4} \sin\left(\frac{s}{4}\right)\right) \] 2. Calcular a curvatura: A fórmula da curvatura \( \kappa(s) \) é dada por: \[ \kappa(s) = \frac{| \alpha'(s) \times \alpha''(s) |}{|\alpha'(s)|^3} \] Para calcular \( | \alpha'(s) | \): \[ |\alpha'(s)| = \sqrt{(-\sin\left(\frac{s}{4}\right))^2 + (\cos\left(\frac{s}{4}\right))^2} = 1 \] Agora, substituindo na fórmula da curvatura, e considerando que o produto vetorial em duas dimensões é dado por: \[ | \alpha'(s) \times \alpha''(s) | = |x' y'' - y' x''| \] Substituindo os valores: \[ x' = -\sin\left(\frac{s}{4}\right), \quad y' = \cos\left(\frac{s}{4}\right) \] \[ x'' = -\frac{1}{4} \cos\left(\frac{s}{4}\right), \quad y'' = -\frac{1}{4} \sin\left(\frac{s}{4}\right) \] Portanto: \[ | \alpha'(s) \times \alpha''(s) | = -\sin\left(\frac{s}{4}\right) \left(-\frac{1}{4} \sin\left(\frac{s}{4}\right)\right) + \cos\left(\frac{s}{4}\right) \left(-\frac{1}{4} \cos\left(\frac{s}{4}\right)\right) \] \[ = \frac{1}{4}(\sin^2\left(\frac{s}{4}\right) + \cos^2\left(\frac{s}{4}\right)) = \frac{1}{4} \] Assim, a curvatura é: \[ \kappa(s) = \frac{\frac{1}{4}}{1^3} = \frac{1}{4} \] Portanto, a alternativa correta é: C) \( \frac{1}{4} \).

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ano passado

Para determinar a curvatura da curva parametrizada α(s), é necessário calcular as derivadas da função que define a curva e então aplicar a fórmula da curvatura κ(s) = ⟨t'(s), n(s)⟩, onde t'(s) é a derivada do vetor tangente e n(s) é o vetor normal. Dada a parametrização α(s) = (5 + 4cos(s/4), 3 + 4sen(s/4)), podemos calcular as derivadas e encontrar a curvatura. Calculando as derivadas, obtemos: α'(s) = (-sin(s/4), cos(s/4)) α''(s) = (-1/4cos(s/4), -1/4sen(s/4)) Substituindo na fórmula da curvatura, temos: κ(s) = ⟨-1/4cos(s/4), -1/4sen(s/4)⟩ = 1/4 Portanto, a curvatura da curva é constante e igual a 1/4. A alternativa correta é: C) 1/4.

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