Vectoren, vraagstuk 90

S is het oppervlak van een halve bol (z ≥ 0) met straal a. Geef een parametrisering van S:
  1. In Cartesische coördinaten.
  2. In bolcoördinaten.
  3. In cilindercoördinaten.
Grafiek
De grafiek van x2 + y2 + z2 = a2 (het vlak S) voor a = 1
  1. In Cartesische coördinaten.

    In Cartesische coördinaten is de parametrisering van ‘iets’ in zijn algemeenheid:
    Vergelijking
    In dit vraagstuk is dat ‘iets’ een halve bol en voor een bol met straal a geldt:
    Vergelijking
    Een parametrisering voor de bol zou dan kunnen zijn:
    Vergelijking
    In dit geval (maar dat hoeft niet altijd zo te zijn) kunnen we z als functie van x en y schrijven:
    Vergelijking
    Waardoor de parametrisering wordt:
    Vergelijking
    Dat kan ik ook schrijven als:
    Vergelijking
    Of ik introduceer twee nieuwe parameters door te stellen:
    Vergelijking
    Vergelijking
    Vergelijking
    Dit kan ook:
    Vergelijking
    Vergelijking
    Vergelijking
    Vergelijking
    En uiteraard dit:
    Vergelijking
    Vergelijking
    Vergelijking
    Vergelijking
    De mogelijkheden zijn eindeloos (maar lang niet allemaal even aantrekkelijk om mee verder te werken).
  2. In bolcoördinaten.

    In bolcoördinaten is de parametrisering van ‘iets’ in zijn algemeenheid:
    Vergelijking
    In dit vraagstuk is dat ‘iets’ een halve bol en voor een bol met straal a geldt:
    Vergelijking
    Een parametrisering voor de bol zou dan kunnen zijn:
    Vergelijking
    Ook hier zijn uiteraard weer vele varianten te bedenken maar simpeler zal het daar niet van worden.
  3. In cilindercoördinaten.

    In cilindercoördinaten is de parametrisering van ‘iets’ in zijn algemeenheid:
    Vergelijking
    In dit vraagstuk is dat ‘iets’ een halve bol en voor een bol met straal a geldt:
    Vergelijking
    We kunnen ζ schrijven als functie van r:
    Vergelijking
    Een parametrisering voor de bol zou dan kunnen zijn:
    Vergelijking
    Of we kunnen r schrijven als functie van ζ:
    Vergelijking
    Dan wordt de parametrisering:
    Vergelijking