Cálculos correspondientes al apartado 1)

La superficie S que debemos considerar es la parte del paraboloide elíptico que está sobre el plano z=0.

Parametrización de la superficie

Las coordenadas cilíndricas permiten obtener una parámetrización de S donde los parámetros están relacionados con las coordenadas polares del plano; de hecho son precisamente dichas coordenadas.


Recordamos que la relación entre las coordenadas cartesianas y las cilíndricas viene dada por las ecuaciones


de las que se deduce inmediatamente que .
Si (x,y,z) es ahora un punto sobre el paraboloide elíptico sus coordenadas verificarán

 
 
 

La zona del paraboloide que nos interesa limita el valor de ρ

luego una parametrización de S vendrá dada por


Parametrización de la ruta de ascenso

Esta parametrización de la superficie de la montaña facilita la obtención de una parametrización para la curva C que sigue el ciclista en el ascenso. De hecho como el enunciado del problema nos da la ecuación de la proyección de la curva en polares, lo que nos están dando es la relación que existe  entre los parámetros de la superficie en los puntos de la curva. Sustituyendo esta relación en r(ρ, θ)  tenemos para C la representación paramétrica

El los dibujos siguientes vemos desde distintos ángulos la ruta de ascenso sobre la montaña

          

Regularidad de la curva parametrizada

Estudiemos ahora su regularidad. Se trata de obtener los valores del parámetro θ para los que la derivada de σ(θ) no se anula. Calculamos esta derivada


y su módulo al cuadrado:


que operando queda


no es difícil ver que

Por lo tanto la parametrización conseguida para C es regular en todos los puntos.


Extremos de la ruta de ascenso

Los extremos de la curva parametrizada son


Esto significa que la orientación sobre la curva que induce la parametrización que hemos dado define sobre C un sentido de recorrido contrario al que sigue el ciclista: es decir de arriba hacia abajo.



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