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[DUDA] Final 03/08/10 - Ej. 3

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Buenas, estuve un rato largo peleándome con este ejercicio, pero no me queda del todo claro si está bien resuelto, y quizás no tengo el suficiente argumento teórico requerido en un final. Agradecería mucho si le pueden pegar una revisada y decirme que está bien y qué está mal.

  1. Sea \(S \subset {\mathbb{R}}^{3}\) la superficie definida implícitamente por \(S = \{(x, y, z)\ \in {\mathbb{R}}^{3} : {x}^{2} + {y}\sin(x) + xz + \frac{{z}^{2}}{2} = {\pi}^{2}\}.\)
    Hallar todos los puntos \({P}_{0} \in S\) tales que el plano tangente a \(S\) en \({P}_{0}\) sea ortogonal a \((1, 0, \pi)\)

La idea es la siguiente: como \(\bigtriangledown f({P}_{0})\) es normal al plano tangente a \(S\) en \({P}_{0}\), definiendo \(R = (1, 0, \pi)\) dado, tal que \(R\) sea ortogonal al plano tangente, alcanza con hallar \({P}_{0} = (x, y, z)\) tal que \({P}_{0}\) y \(R\) sean paralelos, entonces:

$$\bigtriangledown f({P}_{0}) = R \Leftrightarrow \bigtriangledown f(x, y, z) = \lambda(1, 0, \pi)$$
\(\Leftrightarrow (2x + y\cos(x) + z, \sin(x), x + z) = \lambda(1, 0, \pi)\) tal que \({P}_{0} \in S\)

Entonces, me quedan definidas las siguientes ecuaciones:

(1). \(2x + y\cos(x) + z = \lambda\)
(2). \(\sin(x) = 0\)
(3). \(x + z = \lambda \pi\)
(4). \(2{x}^{2} + 2{y}\sin(x) + 2xz + {z}^{2} = 2{\pi}^{2}\)

de (2) obtengo que \(x = k \pi\) con \(k \in \mathbb{Z}\)
de (3) \(z = \lambda \pi - \k \pi\)

Reemplazando en (4), como \(\sin(x) = 0\), me queda:

$$2{(k \pi)}^{2} + 2(k \pi)(\lambda \pi - k \pi) + {(\lambda \pi - k \pi)}^{2} = {2\pi}^{2}$$

haciendo cuentas llego a que \({\lambda}^{2} = 2 - {k}^{2} \Rightarrow \lambda = \pm \sqrt{2 - {k}^{2}}\)

y como \(k \in \mathbb{Z} \Rightarrow k = -1, 0, 1\) y reemplazando para obtener los valores de \(\lambda\) me quedan los pares \((x, z) = (-1, 1); (-1, -1); (0, \sqrt{2}); (0, -\sqrt{2}); (1, 1); (1, -1)\)

Me falta reemplazar en (1) para obtener los valore de \(y\), pero me dio p*ja (fiaca).

Está bien la idea? me falta alguna justificación? Como en el parcial tuve un ejercicio similar y no estuvo del todo bien, me quedan muchas dudas al respecto, sobre todo cuando me plantean cosas del tipo de superficies definidas implícitamente...

Saludos

sin revisar las cuesntas te digo que está ok. Lo único que se podriiiia objetar (pero es muuuuy boludo) es que los puntos Po son de la superficie S de R3 así que deberían tener tres coordenadas. Saludos!

ALE escribió:

sin revisar las cuesntas te digo que está ok. Lo único que se podriiiia objetar (pero es muuuuy boludo) es que los puntos Po son de la superficie S de R3 así que deberían tener tres coordenadas. Saludos!

Si, si, es una terna, solo que por comodidad omití \(y\) porque además no le calculé sus valores.

Gracias!

Perdón, hay algo que no me quedo claro del todo.
Yo encaré el ejercicio bastante igual, pero, en los puntos, omitiste poner los pi's no?
Y otra cosa, vos pusiste que \(z=\lambda\pi -\pi\), pero debería ser \((\lambda -k)\pi\) verdad?
(Perdón, no sé usar latex) Con lo que los puntos, si no me equivoco, darían.
[Con \(k=0,\ (0, y, \pm\sqrt(2)\pi)\)]; [Con \(k=1\ (\pi, y, -2\pi); (\pi, y, 0)\)]; [Con \(k=-1\ (-\pi, y, 2\pi); (-\pi, y, 0)\)] Verdat?
Con sus valores de "y" correspondientes que no saqué porque son las 6 am y como viene siendo costumbre colgué haciendo finales.

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