Q. 31

Question

Use Theorem 12.34 to find the indicated derivatives in Exercises 31–36. Be sure to simplify 

dxdt when x = ρ sin φ cos θ, ρ = t2, φ = t3, and θ = t4.

Step-by-Step Solution

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Answer

The single variable function is , dxdt= (sin t3 cos t4)(2t) +(t2 cos t3 cos t4)(3t2)+(t2 sin t3 (-sin t4))(4 t3).

1Step 1. Given

x = ρ sin φ cos θ, ρ = t2, φ = t3, and θ = t4.

2Step 2. Simplification

Consider the following function ,x = ρ sin φ cos θ, ρ = t2, φ = t3, and θ = t4.Objective is to find dxdt.By using chain rule , dxdt= xρ.dρdt+xφ.dφdt+xθ.dθdt.xρ=sin φ cos θxφ=ρ cos φ cos θxθ=ρ sin φ (-sin θ)On proceeding the next step ,dρdt=2t, dφdt=3t2, dθdt=4 t3.On proceeding the next step ,dxdt= xρ.dρdt+xφ.dφdt+xθ.dθdt.dxdt =(sin φ cos θ)(2t) +(ρ cos φ cos θ)(3t2)+(ρ sin φ (-sin θ))(4 t3) .dxdt= (sin t3 cos t4)(2t) +(t2 cos t3 cos t4)(3t2)+(t2 sin t3 (-sin t4))(4 t3).The single variable function is , dxdt= (sin t3 cos t4)(2t) +(t2 cos t3 cos t4)(3t2)+(t2 sin t3 (-sin t4))(4 t3).