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> Controles 3 Cálculo Diferencial e Integral
TribalJazz2
mensaje May 17 2014, 03:56 PM
Publicado: #11


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Cálculo Diferencial 12-1

Control 3
Semestre Otoño 2012

    P1. Considere la función TEX: $f:\left[0,\frac{1}{2}\right]\to\mathbb{R}$ definida por

    TEX: \[f(x) = -\ln(1-x^2)\]


    Sea TEX: $A$ la región del plano limitada por la curva TEX: $f(x)$ y el eje TEX: $OX$ para TEX: $x\in\left[0,\frac{1}{2}\right]$.
      a) (3,0 ptos.) Calcule el área de la región TEX: $A$.
      b) (3,0 ptos.) Calcule el volumen del sólido de revolución que se obtiene al rotar la región TEX: $A$ en torno al eje TEX: $OY$.

    P2. Considere la curva TEX: $\gamma$ dada en coordenadas polares por TEX: $\rho=\rho(\theta)$, representada paramétricamente por TEX: $\vec{r}(t) = (x(\theta),y(\theta))$ donde TEX: $x(\theta)=\rho(\theta)\cos(\theta)$ e TEX: $y(\theta)=\rho(\theta)\sin(\theta)$.
    1. (2,0 ptos.) Demuestre que la longitud de TEX: $\gamma$ entre TEX: $\theta_1$ y TEX: $\theta_2$ está dada por

      TEX: \[L=\int_{\theta_1}^{\theta_2} \sqrt{\rho^2(\theta)+\left(\frac{d\rho}{d\theta}\right)^2}\,d\theta\]

    2. (4,0 ptos.) Determine la longitud de la primera vuelta de la espiral TEX: $\rho=e^{2\theta}$ y calcule el valor del ángulo TEX: $\alpha$ para que el punto TEX: $P$ de la figura divida la primera espiral en dos arcos TEX: $\widehat{AP}$ y TEX: $\widehat{PB}$ iguales.
      Figura:

    P3. Considere la curva TEX: $\Gamma$ parametrizada por:

    TEX: \[\vec{r}(t) = (t,\sqrt{t^2-1},\ln(t+\sqrt{t^2-1})),\quad t\geq 1\]

    1. (3,0 ptos.) Calcule la longitud de TEX: $\Gamma$ en función de TEX: $t$ y escriba la parametrización en longitud de arco TEX: $s$.
    2. (3,0 ptos.) Calcule TEX: $T(t),\ N(t)$ y la curvatura TEX: $\kappa(t)$.
Tiempo: 3 horas


Soluciones:
P1.
P2.
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TribalJazz2
mensaje May 17 2014, 04:01 PM
Publicado: #12


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Cálculo Diferencial 12-2

Control 3
Semestre Primavera 2012
    P1. Considere la curva TEX: $\Gamma$ parametrizada por

    TEX: \[\mathbf{r}(t) = (e^{-t}\sin t,e^{-t}\cos t,e^{-t}),\quad t\in [0,\infty)\]
    1. (1,0 pto.) Mustre que TEX: $\Gamma$ es una curva regular y calcule su longitud total.
    2. (5,0 ptos.) Calcule los vectores TEX: $T,\ N,\ B$, la curvatura TEX: $\kappa(t)$ y la torsión TEX: $\tau(t)$ en cualquier punto de TEX: $\Gamma$.
    P2.
    1. (1,5 ptos.) Demuestre que
      TEX: \[\int_0^{\infty} \frac{\cos x}{x^{1/2}+x^2}\,dx\]

      es absolutamente convergente.
    2. (1,5 ptos.) Dada la integral
      TEX: \[\int_0^1 \ln\left(\frac{1}{1-x}\right)\,dx\]

      identifique su especie y calcúlela usando la definición. Decida si converge.
    3. (3,0 ptos.) Calcule la integral impropia mixta
      TEX: \[\int_0^{\infty} \frac{\ln x}{x^2+a^2}\,dx\]

      donde TEX: $a>0$, fijo, separándola como TEX: $\int_0^a +\int_a^{\infty}$ y usando en cualquiera de ellas la sustitución TEX: $x=a^2/y$.
    P3.
    1. (2,0 ptos.) Calcular la masa de un alambre cuya forma está dada por la curva TEX: $\mathbf{r}(t) = (t,t^2,t^3),\ t\in[0,2]$ y cuya densidad en cada punto es TEX: $\rho=\rho(x,y,z)=2x+9z$.
    2. (2,0 ptos.) Calcule la longitud del cardioide TEX: $\rho(\theta)=R(1+\cos\theta),\ R>0$.
    3. (2,0 ptos.) Dada la cardioide TEX: $\rho(\theta)=R-2R\sin\theta,\ R>0$, se pide calcular el área de la región achurada (ver figura).
      Figura:

      Indicación: Encuentre TEX: $\theta_0$ tal que TEX: $\rho(\theta_0)=0$.
Tiempo: 3 horas


Soluciones:
P1.
P2.
P3.

Mensaje modificado por TribalJazz2 el May 17 2014, 04:02 PM


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TribalJazz2
mensaje May 17 2014, 04:49 PM
Publicado: #13


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Cálculo Diferencial 13-2

Control 3
Semestre Primavera 2013

    P1.
      a) (3,0 ptos.) Dada la elipse de ecuación TEX: $\frac{x^2}{2}+y^2=1$, encontrar la superficie del manto sólido de revolución generado al rotar la elipse en torno al eje OX.
      b) Considere la función TEX: $f(x)=\frac{1}{3}\sqrt{x}(3-x)$ definida en TEX: $\mathbb{R}_+\cup \{0\}$
      1. (2,0 ptos.) Determine la longitud de la curva TEX: $y=f(x)$ desarrollada en el primer cuadrante entre sus ceros
      2. (1,0 pto.) Calcule la superficie del manto del sólido de revolución que se genera al rotar en torno al eje OY la región del primer cuadrante bajo la curva TEX: $y=f(x)$.
    P2.
      a) Una partícula recorre la curva TEX: $\Gamma$ parametrizada por:
      TEX: \[\mathbf{r}(t)=(3\sin(t),4t,3\cos(t)),\quad t\in[0,\infty)\]
      1. (1,0 pto.) Determine el instante TEX: $t_0$ en que la partícula ha recorrido una distancia TEX: $s=10\pi$ sobre TEX: $\Gamma$ e indique el punto de la curva en que se encuentra la partícula en ese instante.
      2. (0,5 ptos.) Deduzca la parametrización en longitud de arco TEX: $s$ para TEX: $\Gamma$.
      3. (2,5 ptos.) Calcule TEX: $\mathbf{T}(s),\ \mathbf{N}(s),\ \kappa (s)$ (curvatura), TEX: $\forall s\geq 0$.
      b) (2,0 ptos.) Considere la espiral C parametrizada por
      TEX: \[\mathbf{r}(\theta)=(e^{-2\theta}\cos(\theta),e^{-2\theta}\sin(\theta)),\quad \theta\in[0,\infty)\]

      Determine la longitud de la primera espira de C y calcule, si es que existe, la longitud total de C. Fundamente su respuesta.
    P3.
      a) (3,0 ptos.) Sea TEX: $f$ la función definida sobre el intervalo TEX: $[a,\infty),\ a>0$, acotada y con derivada continua. Demuestre que la integral

      TEX: \[\int_a^\infty \frac{f^\prime (x)}{x^\alpha}dx\]

      existe si TEX: $\alpha>0$.
      b) Estudie la convergencia o divergencia de las siguientes integrales impropias, indicando su especie:
      1. (1,5 ptos.) TEX: \[\int_0^\infty \frac{e^{-\sqrt{x}}}{\sqrt{x}}dx\]
      2. (1,5 ptos.) TEX: \[\int_0^\infty \frac{\sin(2x)}{x}dx\]

Tiempo: 3 horas


Soluciones:
P1.
P2.
P3.


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