Příklad 6
Spočtěme následující integrál po křivce, která je průnikem koule a roviny x=y .
> | restart:with(student):with(plots):with(VectorCalculus): |
Warning, the name changecoords has been redefined
Warning, the assigned names <,> and <|> now have a global binding
Warning, these protected names have been redefined and unprotected: *, +, ., Vector, diff, int, limit, series
> | Int(x+y,s=gamma..``); |
Rovnice křivky
> | x^2+y^2+z^2=r^2;x=y;r>0; |
Nejprve nakresleme obrázek, pro který je nutné zvolit pevné r , v našem případě pro jednoduchost r=1
> | p:=implicitplot3d(x^2+y^2+z^2=1^2,x=0..2,y=0..2,z=0..2, numpoints=5000,color=green,style=patchnogrid): |
# Příkaz pro vykreslení funkce ve 3D, která je dána implicitně. Parametr numpoints je nastaven na vyšší hodnotu, aby byla koule zobrazena jako koule. Parametrem patchnogrid nebudeme zobrazovat triangulaci na dané ploše.
> | p1:=implicitplot3d(x-y,x=0..2,y=0..2,z=0..2, numpoints=5000,color=yellow,style=patchnogrid): |
# Pro lepší zobrazení průniku obou ploch zobrazíme křivku, a to pomocí jejího parametrického vyjádření, které odvodíme později.
> | p2:=spacecurve([sqrt(2)/2*sin(t),sqrt(2)/2*sin(t),cos(t)], t=0..Pi/2,color=red,thickness=8,numpoints=5000, style=patchnogrid): |
# Následujícím příkazem vykreslíme předchozí grafy do jedno hoobrázku a pomocí parametru orientation určíme výchozí pohled.
> | display({p,p1,p2},orientation=[-24,63]); |
Zavedeme parametrizaci této křivky ( zvolíme nejprve z a pak dosadíme do rovnice koule).
> | par:=x=sqrt(2)/2*r*sin(t),y=sqrt(2)/2*r*sin(t), z=r*cos(t),t=0..Pi/2; |
Počítáme tedy integrál
> | i:=Lineint(x+y,par); |
> | assume(r>0); |
# Podmínka na r
Výsledek je po
> | value(i); |
Výpočet pomocí PathInt .
> | PathInt(x+y,[x,y,z] = Path(<sqrt(2)/2*r*sin(t), sqrt(2)/2*r*sin(t),r*cos(t)>,t=0..Pi/2)); |
> |
> |