Если каждому значению действительной переменной
поставлен в соответствие вектор
, то на множестве
задана вектор-функция
действительной переменной
.
Задание вектор - функции
равносильно заданию трех числовых функций
- координат вектора
:
;

Производной вектор – функции
по аргументу
называется новая вектор – функция:

Если вектор
является радиус вектором точки
, то соответствующую вектор-функцию принято обозначать:
.
Годографом вектор – функции
называется линия, описываемая в пространстве концом вектора
. Всякую линию в пространстве можно рассматривать как годограф некоторой вектор функции.
Параметрические уравнения годографа:
.
Производные вектор – функции
имеют вид:

Физический смысл производных:
- вектор и величина скорости,
- вектор и величина ускорения конца вектора
, если
- время.
Тангенциальная и нормальная составляющие ускорения равны:

Вектор
направлен по касательной к годографу вектор – функции
в сторону возрастания аргумента
.
Уравнение касательной к пространственной кривой
в точке
, которой соответствует значение параметра
, имеет вид:

где
текущие координаты касательной.
Уравнение касательной к годографу вектор – функции
при
может быть получено из уравнения касательной к графику функции, заданной параметрически на плоскости:

| № п/п | ЗАДАЧИ | Ответ |
| ПП13 III.№1. | Найти годограф вектор – функции
РЕШЕНИЕ:
Параметрические уравнения годографа:
Исключая параметр , получаем Таким образом, годографом является окружность , , из которой необходимо исключить точку , которая получается в пределе при .
| , ,
|
| ПП13 III.№2. | Найдите годограф вектор – функции
РЕШЕНИЕ:
Запишем координаты конца радиус – вектора: это параметрические уравнения прямой: .
| Прямая
|
| ПП13 III.№3. | Найдите годограф вектор – функции .
РЕШЕНИЕ: Запишем координаты конца радиус – вектора: Кривая лежит в плоскости , перейдем от параметрического представления кривой к ее виду в декартовых координатах, для чего возведем и в степень и сложим: , или . Это уравнение астроиды.
| Астроида
|
| ПП13 III.№4. | Дано уравнение движения .
Определите траекторию, скорость и ускорение движения. Постройте векторы и найдите скорости и ускорения для моментов .
РЕШЕНИЕ:
| Циклоида в
плоскости :
|
| ПП13 III.№5. | Найдите производную вектор – функции
РЕШЕНИЕ:
.
|
|
| ПП13 III.№6. | Найдите производную вектор – функции при .
РЕШЕНИЕ:
|
|
| ПП13 III.№7. | Найдите годограф вектор – функции и напишите уравнение касательной к нему в точке, соответствующей .
РЕШЕНИЕ:
Параметрические уравнения годографа:
Используя свойство гиперболических функций , получаем уравнение гиперболы в плоскости .
Таким образом, годографом является правая ветвь гиперболы, пробегаемая в направлении возрастания координаты .
Уравнение касательной:
| ,
;
.
|





РЕШЕНИЕ:
Параметрические уравнения годографа:
Исключая параметр
, получаем
Таким образом, годографом является окружность
,
, из которой необходимо исключить точку
, которая получается в пределе при
.
РЕШЕНИЕ:
Запишем координаты конца радиус – вектора:
это параметрические уравнения прямой:
.
.
РЕШЕНИЕ: Запишем координаты конца радиус – вектора:
Кривая лежит в плоскости
, перейдем от параметрического представления кривой к ее виду в декартовых координатах, для чего возведем
и
в степень
и сложим:
, или
. Это уравнение астроиды.
.
Определите траекторию, скорость и ускорение движения. Постройте векторы и найдите скорости и ускорения для моментов
.
РЕШЕНИЕ:
:
РЕШЕНИЕ:
.
при
.
РЕШЕНИЕ:
и напишите уравнение касательной к нему в точке, соответствующей
.
РЕШЕНИЕ:
Параметрические уравнения годографа:
Используя свойство гиперболических функций
, получаем уравнение гиперболы
в плоскости
.
Таким образом, годографом является правая ветвь гиперболы, пробегаемая в направлении возрастания координаты
.
Уравнение касательной:
.

