W e h a v e − u = 3 t 2 i + e t j − t k a n d v = s i n ( t ) i − c o s ( t ) j + e 2 t k \mathbf{We \;have-\;\;u=3t^2\;i+e^t\;j-t\;k\;\;and\;v=sin(t)\;i-cos(t)\;j+e^{2t}\;k} We have − u = 3 t 2 i + e t j − t k and v = sin ( t ) i − cos ( t ) j + e 2t k
T o f i n d − a t t = 0 , d d t ( u × v ) = ? \mathbf{To\;find- \;at\;t=0\;,\;\dfrac{d}{dt}(u \times v)= \;?} To find − at t = 0 , dt d ( u × v ) = ?
S o , u × v = ∣ i j k 3 t 2 e t − t sin ( t ) cos ( t ) e 2 t ∣ = i ∣ e t − t cos ( t ) e 2 t ∣ − j ∣ 3 t 2 − t sin ( t ) e 2 t ∣ \mathbf{So,\;u \times v= \begin{vmatrix}
i & j & k\\
3t^2 & e^t &-t\\
\sin(t) & \cos(t) & e^{2t}
\end{vmatrix}=i\;\begin{vmatrix}
e^t & -t \\
\cos(t) & e^{2t}
\end{vmatrix}-j\;\begin{vmatrix}
3t^2 & -t \\
\sin(t) & e^{2t}
\end{vmatrix}} So , u × v = ∣ ∣ i 3 t 2 sin ( t ) j e t cos ( t ) k − t e 2 t ∣ ∣ = i ∣ ∣ e t cos ( t ) − t e 2 t ∣ ∣ − j ∣ ∣ 3 t 2 sin ( t ) − t e 2 t ∣ ∣
+ k ∣ 3 t 2 e t sin ( t ) cos ( t ) ∣ \mathbf{+k\;\begin{vmatrix}
3t^2 & e^t \\
\sin(t) & \cos(t)
\end{vmatrix}} + k ∣ ∣ 3 t 2 sin ( t ) e t cos ( t ) ∣ ∣
⟹ u × v = i ( e t . e 2 t − ( − t ) . cos ( t ) ) − j ( 3 t 2 . e 2 t − ( − t ) . sin ( t ) ) \mathbf{\implies u \times v=i\;(e^t.e^{2t}-(-t).\cos(t))-j(3t^2.e^{2t}-(-t).\sin(t))} ⟹ u × v = i ( e t . e 2t − ( − t ) . cos ( t )) − j ( 3 t 2 . e 2t − ( − t ) . sin ( t ))
+ k ( 3 t 2 . cos ( t ) − e t . sin ( t ) ) \mathbf{+k\;(3t^2.\cos(t)-e^t.\sin(t))} + k ( 3 t 2 . cos ( t ) − e t . sin ( t ))
= i ( e 3 t + t cos ( t ) ) − j ( 3 t 2 e 2 t + t sin ( t ) ) + k ( 3 t 2 cos ( t ) − e t sin ( t ) ) \mathbf{=i\;(e^{3t}+t\cos(t))-j(3t^2e^{2t}+t\sin(t))+k(3t^2\cos(t)-e^t\sin(t))} = i ( e 3t + t cos ( t )) − j ( 3 t 2 e 2t + t sin ( t )) + k ( 3 t 2 cos ( t ) − e t sin ( t ))
N o w , d d t ( u × v ) = d d t [ i ( e 3 t + t cos ( t ) ) − j ( 3 t 2 e 2 t + t sin ( t ) ) \mathbf{Now,\;\dfrac{d}{dt}(u \times v)=\dfrac{d}{dt}\bigg[i\;(e^{3t}+t\cos(t))-j(3t^2e^{2t}+t\sin(t))} Now , dt d ( u × v ) = dt d [ i ( e 3t + t cos ( t )) − j ( 3 t 2 e 2t + t sin ( t ))
+ k ( 3 t 2 cos ( t ) − e t sin ( t ) ) ] \mathbf{+k(3t^2\cos(t)-e^t\sin(t))\bigg]} + k ( 3 t 2 cos ( t ) − e t sin ( t )) ]
= i ( d d t ( e 3 t + t cos ( t ) ) ) − j ( d d t ( 3 t 2 e 2 t + t sin ( t ) ) ) \mathbf{=i\;\bigg(\dfrac{d}{dt}(e^{3t}+t\cos(t))\bigg)-j\;\bigg(\dfrac{d}{dt}(3t^2e^{2t}+t\sin(t))\bigg)} = i ( dt d ( e 3t + t cos ( t )) ) − j ( dt d ( 3 t 2 e 2t + t sin ( t )) )
+ k ( d d t ( 3 t 2 cos ( t ) − e t sin ( t ) ) ) \mathbf{+k\;\bigg(\dfrac{d}{dt}(3t^2\cos(t)-e^t\sin(t))\bigg)} + k ( dt d ( 3 t 2 cos ( t ) − e t sin ( t )) )
= = = i ( 3 e 3 t + cos ( t ) − t sin ( t ) ) − j ( 6 t 2 e 2 t + 6 t e 2 t + sin ( t ) + t cos ( t ) ) \mathbf{i\;(3e^{3t}+\cos(t)-t\sin(t))-j\;(6t^2e^{2t}+6te^{2t}+\sin(t)+t\cos(t))} i ( 3 e 3t + cos ( t ) − t sin ( t )) − j ( 6 t 2 e 2t + 6t e 2t + sin ( t ) + t cos ( t ))
+ k ( 6 t cos ( t ) − 3 t 2 sin ( t ) − e t sin ( t ) − e t cos ( t ) ) \mathbf{+k\;(6t\cos(t)-3t^2\sin(t)-e^t\sin(t)-e^t\cos(t))} + k ( 6t cos ( t ) − 3 t 2 sin ( t ) − e t sin ( t ) − e t cos ( t ))
A t t = 0 , d d t ( u × v ) = i ( 3 + 1 − 0 ) − j ( 0 + 0 + 0 + 0 ) + k ( 0 − 0 − 0 − 1 ) \mathbf{At\;t=0,\; \dfrac{d}{dt}(u \times v)=i\;(3+1-0)-j\;(0+0+0+0)+k\;(0-0-0-1)} At t = 0 , dt d ( u × v ) = i ( 3 + 1 − 0 ) − j ( 0 + 0 + 0 + 0 ) + k ( 0 − 0 − 0 − 1 )
= 4 i − 0 j + ( − 1 ) k = 4 i − k \mathbf{=4\;i-0\;j+(-1)\;k=4\;i-k} = 4 i − 0 j + ( − 1 ) k = 4 i − k ......................Ans.
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