z=k=2+(x²+y²)^1/2----> x²+y²=(k-2)²
i) k<2-----> k-2<0. Elevando ambos os membros ao quadrado, temos (k-2)² <0, mas, (k-2)² é sempre >0 para
todo e qualquer k real. Logo, para k<2 não há intersecção de S com o plano z=k.
ii) k=2 ----> k-2=0-------> x²+y²=0 <------> (x,y)=(0,0). Ponto.
iii) k>2----> (k-2)>0-----> (k-2)²>0 ------>x²+y²=R², onde R²=(k-2)²>0 . São circunferências com raio R=k-2.
É isso!!!!
\(\[\begin{align} & \text{z=k=2+(x }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ +y }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ }{{\text{)}}^{\frac{1}{2}}} \\ & \text{z=k=2+(x }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ +y }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ }{{\text{)}}^{\text{1}}}\text{/2x }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ +y }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ =(k-2) }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ } \\ & \text{k2-----k-20} \\ & \text{Logo:} \\ & \text{(k-2) }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ 0} \\ & \text{(k-2) }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ k=2}\to \text{k-2=0}\to \text{x }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ +y }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ =0} \\ & \text{(x}\text{,y)=(0}\text{,0)}\text{.k2}\to \text{(k-2)0-----} \\ & \text{(k-2) }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ 0}\to \text{x }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ +y }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ =R }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ }\text{,R }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ =(k-2) }\!\!{}^\text{2}\!\!\text{ 0}\text{.} \\ & \text{R=k-2} \\ \end{align}\] \)
Portanto:
R=k-2
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