Maple opdracht

Moderators: dirkwb, Xilvo

Reageer
Berichten: 2

Maple opdracht

Kan iemand mij met de volgende vraag op weg helpen? Het is een deelvraag van een maple opdracht en ik ben niet zo goed in maple.

Parametrisering x(t) = (4+sin 20t) cos t , y(t) = (4+sin 20t) sin t en z(t) = cos 20t .

Ga na welk interval (te beginnen bij 0) voor de parameter t genomen moet worden

om de kromme precies één keer te doorlopen; welke is de doorlooprichting?

Hoe kan je dit in maple zetten? Ik kan alleen een x en y invoeren, geen z. Weet iemand de goede code voor deze vraag?

Alvast bedankt!

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Maple opdracht

Wanneer wordt cos(t) een volledige keer doorlopen? En cos(20t)? En hun product?

Probeer eventueel wat uit met Maple hiervoor als je het niet direct zelf inziet.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 2

Re: Maple opdracht

De opdracht moet uitgevoerd worden met Maple.

Dit is de volledige opdracht:

Probleembeschrijving

Beschouw een cirkel met straal r waarvan het middelpunt over een andere cirkel met straal

R > r beweegt. Een punt op de omtrek van de kleine cirkel draait ten opzichte van de

voerstraal (de lijn waarop beide middelpunten liggen) met een hoeksnelheid omega .

Opdracht

Beschouw de beweging van een punt op de rand van de kleine cirkel. De stand van de

draaiingsas heeft drie vrijheidsgraden. Bestudeer de draaiing van de kleine cirkel in de drie

standaard onderling loodrechte vlakken.

Voorgestelde werkwijze

1. Leg uit dat zonder verlies van algemeenheid de hoeksnelheid waarmee het middelpunt

over de grote cirkel beweegt gelijk is te nemen aan 1 .

2. Onder welke voorwaarde aan omega is de baan van het punt periodiek? Druk in dat geval

de periode uit in omega , R en r . Hoe vaak wentelt het punt in elke periode?

3. De eenvoudigste mogelijkheid bestaat daarin dat de draaiing in het vlak van de grote

cirkel plaatsvindt ("osculating plane”).

Stel een parametrisering op van de vlakke baan van het punt (een epitrochoïde).

4. Laat (bijvoorbeeld door Maple) enkele banen van het punt tekenen voor verschillende

waarden van omega ; neem r = 1 en kies zelf R; maakt het nog uit wat je voor R kiest?

5. Neem omega , R en r zo, dat de periode van de baan van het punt 2 pi bedraagt. Laat een

computer-algebrasysteem de afstand uitrekenen die het punt daarbij heeft afgelegd.

6. De berekening behelst een elliptische integraal, waarvoor echter wel numerieke waarden

zijn te bepalen. Bereken zo de afstand die een punt op het maanoppervlak in een

maand, en de afstand die een punt op het aardoppervlak in een jaar aflegt (je mag

voor omega , R en r afgeronde waarden gebruiken).

7. In het boek van Stewart is op pagina 853 een zogenaamde torusspiraal afgebeeld, met

als parametrisering x(t) = (4+sin 20t) cos t , y(t) = (4+sin 20t) sin t en z(t) = cos 20t .

Ga na welk interval (te beginnen bij 0) voor de parameter t genomen moet worden

om de kromme precies één keer te doorlopen; welke is de doorlooprichting?


8. Leg uit hoe de spiraal ontstaan kan worden gedacht uit de combinatie van twee cirkelvormige

bewegingen van een punt. Formuleer nauwkeurig. Geef ook omega , R en r .

9. We zullen dit ook uit de parametrisering trachten af te leiden. Splits de parametrisering

in twee parametriseringen van eenvoudiger krommen. Laat zien dat een van deze een

cirkel in het (x, y)-vlak beschrijft, en de andere een kromme op een bol voorstelt.

10. De kromme ligt ook op een torus. Dat is als volgt in te zien. Geef een parametrisering

van de cirkel in het (y, z)-vlak (het vlak x = 0) met als middelpunt (0,R, 0) en met

straal r . Laat deze cirkel vervolgens om de z-as wentelen, en geef een parametrisering

van het zo ontstane oppervlak (een torus).

Aanwijzing: gebruik als parameters thèta en phi (beter: pi/2 - phi) (zie bolcoördinaten).

11. We gaan uit van de parametrisering x(t) = (R +sin omega t) cos t , y(t) = (R +sin omega t) sin t

en z(t) = cos omega t . Neem omega , R en r zo, dat de periode van de baan van het punt

2 pi bedraagt. Laat een computer-algebrasysteem de afstand uitrekenen die het punt

daarbij heeft afgelegd. Vergelijk (numerieke) waarden van deze en de vorige afstand.

12. In § 13.3 is sprake van drie onderling loodrechte vlakken waarin de beweging van het

punt op de kleine cirkel plaats kan vinden. In welk vlak hebben we de beweging nu

nog niet bestudeerd? Geef een parametrisering van een kromme die ontstaat door de

kleine cirkel in het nog niet gebruikte vlak te laten wentelen.

13. Probeer van alle drie mogelijkheden een figuur te laten tekenen (misschien kan dat in

één enkele figuur). Gebruik hierbij steeds dezelfde omega , R en r .

Aanwijzing: in Maple gebruik je spacecurve of, zo je wilt, tubeplot.

Berichten: 2.746

Re: Maple opdracht

Maple schreef:Kan iemand mij met de volgende vraag op weg helpen? Het is een deelvraag van een maple opdracht en ik ben niet zo goed in maple.

Parametrisering x(t) = (4+sin 20t) cos t , y(t) = (4+sin 20t) sin t en z(t) = cos 20t .

Ga na welk interval (te beginnen bij 0) voor de parameter t genomen moet worden

om de kromme precies één keer te doorlopen; welke is de doorlooprichting?

Hoe kan je dit in maple zetten? Ik kan alleen een x en y invoeren, geen z. Weet iemand de goede code voor deze vraag?

Alvast bedankt!
stel p(t)=p(t+T) voor alle t, en los op naar T (kleinste waarde van T, want 2T zal bvb ook voldoen)

Reageer