Volume pseudosfeer

Moderators: dirkwb, Xilvo

Gebruikersavatar
Berichten: 15

Volume pseudosfeer

hoihoi,

Ik hoop dat iemand me met het volgende probleem kan helpen:

Ik heb een pseudosfeer die ontstaat door
\( T=\{(\sin(s), \cos(s) + \log(\tan(\frac{s}{2}),| 0 < s < \pi\} \)
om de
\(x_{3}\)
-as te wentelen

Deze parameterisatie is:
\(\phi(s,t) = (\sin(s)\cdot\cos(t), \sin(s)\cdot\sin(t), cos(s) + \log(\tan(\frac{s}{2})))\)
Om het volume uit te rekenen van het gebied dat de pseudosfeer insluit, dacht ik gewoon stubstitutie van variabelen toe te passen,

aangezien je een parameterisatie van de rand van je gebied hebt.

Maar om dat toe te passen moet je de
\( |det D \phi|\)
uitereken, en dat kan niet want je jacobimatrix wordt 2x3.

Ik zie vast iets heel logisch over het hoofd maar ik snap het niet meer..

wie kan mij helpen?

Groetjes Daniëlle

Berichten: 2.746

Re: Volume pseudosfeer

waarom zou die jacobiaanse matrix 2x3 zijn?

Gebruikersavatar
Berichten: 15

Re: Volume pseudosfeer

omdat je 3 componenten naar 2 variabelen afleid.

Als jacobiaan krijg ik :
\(\begin{math}\begin{array}{cl} % \cos(s)\cdot\cos(t) & -\sin(s)\cdot\sin(t) \\\cos(s)\cdot\sin(t) & \sin(s)\cdot\cos(t)\\\frac{1}{2\sin(.5s)\cdot\cos(.5s)&0}\\\end{array}\end{math}\)

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Volume pseudosfeer

Ik ken de pseudosfeer als omwentelinglichaam van een tractrix, kan je het volume niet op die manier berekenen?
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 15

Re: Volume pseudosfeer

Hij wordt ook gegeven als het omwentelingslichaam van de Tractrix
\(T = \{(\sin(s),\cos(s) + \log\tan(\frac{s}{2}))\}\)


Maar ik zou niet weten hoe ik de inhoud aan de hand daarvan moet uitrekenen.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.596

Re: Volume pseudosfeer

Sorry voor mijn vraag, maar wat stelt die T=(..... 0) voor. Is dat de vergelijking van een curve in het xz vlak ??

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Volume pseudosfeer

Zie http://en.wikipedia.org/wiki/Tractrix voor de cartesische uitdrukking.

Dan omwentelingsvolume door te integreren (pi*f(x)² integreren).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 15

Re: Volume pseudosfeer

Ja, de tractrix loopt in het xz-vlak

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Volume pseudosfeer

\(V = \pi \int\limits_{y_1 }^{y_2 } {x^2 dy} = \pi \int\limits_{x_1 }^{x_2 } {x^2 \left( { - \frac{{\sqrt {a^2 - x^2 } }}{x}dx} \right)} = - \pi \int\limits_{x_1 }^{x_2 } {x\sqrt {a^2 - x^2 } dx} \)
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.596

Re: Volume pseudosfeer

\(\vec{r_{t}}=\sin t .\hat{i}+ \left( \cos t+ \ \ Ln {(\tan \frac{t}{2})} \right) .\hat{j}\)
voor
\(0<t<\pi\)
Deze curve ligt in het xy-vlak
\(x=\sin t\)
\(y=\cos t+\ \ Ln \left( \tan (\frac{t}{2}) \right) \)
\(V=2. \int_{90}^{180} \pi . {(x_{t})}^2 . \frac{dy}{dt} .dt\)
Maak bij de afleiding gebruik van:
\(\sin t= 2. \sin \frac{t}{2} .\cos \frac{t}{2}\)

Gebruikersavatar
Berichten: 15

Re: Volume pseudosfeer

De tractrix die gegeven is heeft het punt (1,0) daaruit volgt dat a =1.

Wanneer je het integraal uitrekend:
\( -2\pi \cdot \int_{0}^{1} x(1-x^{2})^{\frac{1}{2}} dx = \frac{-2\pi}{3} \)
En dit is op een minteken na het gewenste resultaat, wat gaat er nog fout?

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.596

Re: Volume pseudosfeer

Als je de integraal in mijn bericht uitrekent, dan krijg je:
\(\frac{dy}{dt}=\frac{1}{\sin t} - \sin t\)
\(V=2. \int_{\frac{\pi}{2}}^{\pi} \pi .\sin^2t. \left( \frac{1}{\sin t} -\sin t \right)\)
\(=2.\pi .1 -2.\pi .( 1-\frac{1}{3} )\)
Wat er bij jouw berekening fout gaat, daar zal ik nog even naar kijken.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.596

Re: Volume pseudosfeer

Bij de integraal van TD is dy=negatief .

De volumeelementen worden dan ook negatief

dV= pi .x^2 . (dy/dx). dx dy/dx = negatief

Je moet gewoon dat min teken weglaten

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Volume pseudosfeer

Het zou best kunnen dat ik een tekenfoutje gemaakt heb hoor, was maar snel opgeschreven...
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Berichten: 15

Re: Volume pseudosfeer

owkeej, heel erg bedankt!

Reageer