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Esercizi da fare

Curve e integrali di linea

Tracce da svolgere in autonomia. La soluzione finale compare con il pulsante sotto ogni traccia; ogni esercizio ha anche una pagina propria, da condividere con il link.

1. Vettore tangente a una curva piana

Verificare che la curva

è regolare e calcolare il vettore tangente nel punto .

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Si ha , che non si annulla per perché , quindi la curva è regolare. Il vettore tangente in è

2. Regolarità di una curva

Stabilire se la curva

è regolare oppure regolare a tratti, e descrivere il suo sostegno.

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Si ha , che si annulla per , punto interno dell’intervallo, quindi la curva non è regolare; è regolare a tratti con la suddivisione . Il sostegno è l’arco di parabola con , poiché : il sostegno è privo di punti singolari anche se la parametrizzazione non è regolare.

3. Retta tangente a un'ellisse parametrizzata

Scrivere l’equazione cartesiana della retta tangente alla curva

nel punto .

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Il punto di tangenza è e il vettore tangente è , con coefficiente angolare . La retta tangente ha equazione

4. Lunghezza di una curva parametrica

Calcolare la lunghezza della curva

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Si ha , quindi per e

5. Lunghezza di un'elica

Calcolare la lunghezza dell’elica

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Si ha per ogni , quindi

6. Lunghezza di una curva cartesiana

Calcolare la lunghezza del grafico della funzione

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Si ha , quindi e

7. Parametrizzazione per lunghezza d'arco

Determinare l’ascissa curvilinea della curva

e scrivere la parametrizzazione per lunghezza d’arco.

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Si ha , quindi e . La parametrizzazione per lunghezza d’arco è

8. Integrale di prima specie su un segmento

Calcolare l’integrale di linea

dove è il segmento dall’origine al punto .

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Con la parametrizzazione , , si ha e

9. Integrale di prima specie su un'elica

Calcolare l’integrale di linea

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Si ha e lungo la curva, quindi

10. Massa di un filo non omogeneo

Un filo è disposto lungo il segmento

con densità lineare . Calcolarne la massa.

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Si ha e , quindi

11. Baricentro di un arco omogeneo

Determinare il baricentro del filo omogeneo disposto lungo il quarto di circonferenza

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La lunghezza è e

con per la simmetria rispetto alla bisettrice. Il baricentro è .

12. Lavoro lungo un arco di parabola

Calcolare il lavoro del campo lungo la curva

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Si ha , quindi

13. Lavoro lungo una curva chiusa

Calcolare il lavoro del campo lungo la circonferenza di centro l’origine e raggio , percorsa in senso antiorario.

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Con , , si ha , quindi

Sulla stessa circonferenza percorsa in senso orario il lavoro vale .

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