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Funciones Vectoriales, Si una función vectorial es image - Coggle Diagram
Funciones Vectoriales
Derivadas
Definición
La derivada de una función vectorial se calcula derivando cada una de sus componentes de forma independiente.
Fórmula general
Función vectorial
Derivada
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Interpretación
Si 𝑟⃗′(𝑡) representa la posición de una partícula en el tiempo t, entonces 𝑟⃗′(𝑡) representa el vector velocidad de la partícula en ese momento.
La segunda derivada de la función vectorial, 𝑟⃗′′(𝑡), se denomina vector aceleración.
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Integración
Proceso de integración
Separe las componentes
Si su función vectorial es (r(t)=f(t)i+g(t)j+h(t)k), sepárela en sus componentes f(t), g(t) y h(t)
Integre cada componente
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Para la integral indefinida, agregue un vector de constantes de integración, C=C_1i+C_2j+C_3k. La integral resultante es
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Para una integral definida de (a) a (b), evalúe cada integral indefinida con los límites de integración
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Aplicaciones
Física e ingeniería
Se usa para calcular el trabajo realizado por una fuerza a lo largo de una trayectoria, la velocidad a partir de la aceleración, o el desplazamiento a partir de la velocidad.
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Definición
Consiste en integrar cada una de sus componentes por separado para encontrar una antiderivada o una suma acumulada a lo largo de una curva.
Longitud de arco
Definición
Es la distancia total recorrida a lo largo de la curva descrita por la función. Para calcularla, se integra la magnitud de la derivada de la función vectorial en el intervalo de interés.
Cómo calcularla
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Integra la magnitud
La longitud de arco L se calcula integrando esta magnitud desde el punto inicial a hasta el punto final b del intervalo de interés
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Curvaturas
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Pasos para calcularla
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Evaluar en un punto
Si se requiere la curvatura en un punto específico, sustituya el valor de t en la expresión final.
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Los vectores tangente, normal y binormal forman un sistema de referencia tridimensional (Triedro de Frenet-Serret) que se mueve a lo largo de una curva
Vectores
Normal
Función
Es perpendicular al vector tangente y apunta hacia la dirección en la que "gira" la curva (la dirección de la curvatura).
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Cálculo
Se calcula dividiendo el vector que representa la primera derivada de la curva 𝑟⃗(𝑡) entre su módulo.
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Triedro de Frenet-Serret
Este sistema es como la base de los ejes (i,j,k) en el espacio, pero este "triedro" se mueve a lo largo de la curva.
Los tres vectores T, N, B, forman un sistema de referencia ortonormal (sus módulos son 1 y son perpendiculares entre sí) en cada punto de la curva.
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Si una función vectorial es
Su derivada es
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