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<!-- Created by Wolfram Mathematica 5.2 -->

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
 <title>
  Lecture 12 MIT 3.016 (Fall 2005)&nbsp;&nbsp;&nbsp;&copy; W. Craig Carter 2003-2005
 </title>
 <link href="HTMLFiles/Lecture-12.css" rel="stylesheet" type="text/css" />
</head>

<body style="font-family: Helvetica;background-color: #FFFB6A;">

<p class="Title">
 Differential Properties of Curves
</p>



<p class="Section">
 Two examples of closed curves:
</p>



<p class="Subsubsection">
 Here are two vectors with components given in terms of the parameter <span style='font-style: italic;'>t</span>:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[68]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_parametric_curves_example"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>PrettyFlower</mi>
   <mo>[</mo>
   <mtext>t_</mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mrow>
    <mo>(</mo>
    <mrow>
     <mfrac>
      <mn>1</mn>
      <mn>4</mn>
     </mfrac>
     <mtext> </mtext>
     <mo>+</mo>
     <mrow>
      <mfrac>
       <mn>3</mn>
       <mn>4</mn>
      </mfrac>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mrow>
       <mi>Cos</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mn>3</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>t</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>)</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <mo mathsize='36'>{</mo>
    <mtext mathsize='24'> </mtext>
    <mrow>
     <mstyle mathcolor='#0000FF'>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>Cos</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>t</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>^</mo>
       <mn>3</mn>
      </mrow>
     </mstyle>
     <mo mathsize='72'>,</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mstyle mathcolor='#0010E0B'>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>t</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>^</mo>
       <mn>3</mn>
      </mrow>
     </mstyle>
     <mo mathsize='72'>,</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mstyle mathcolor='#FF3131'>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>t</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mi>t</mi>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
        <mo>^</mo>
        <mn>2</mn>
       </mrow>
      </mrow>
     </mstyle>
    </mrow>
    <mo mathsize='36'>}</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Both of these functions define a list of 3 positions along each axis in terms of a single parameter
</p>



<p class="CellLabel">
 In[69]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Bendy</mi>
   <mo>[</mo>
   <mtext>t_</mtext>
   <mtext> </mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mo>{</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Cos</mi>
     <mo>[</mo>
     <mi>t</mi>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mrow>
     <mi>Sin</mi>
     <mo>[</mo>
     <mi>t</mi>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>Sin</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mi>Cos</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>}</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Subsection">
 Defining Functions to Display Them
</p>



<p class="CellLabel">
 In[70]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_parametric_curves__illustrating_with_location_vector"></a>
 <a id="mmtag_12_parametric_curves__animating_with_location_vector"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>showcurve</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>VecFunc_</mtext>
    <mtext>  </mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext>tl_</mtext>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>ParametricPlot3D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Evaluate</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>VecFunc</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>tval</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>tval</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0</mn>
      <mo>,</mo>
      <mi>tl</mi>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>Compiled</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mi>False</mi>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>&#62371;</mtext>
    <mrow>
     <mi>DisplayFunction</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mi>Identity</mi>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>PlotRange</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>{</mo>
        <mrow>
         <mrow>
          <mo>-</mo>
          <mn>1</mn>
         </mrow>
         <mo>,</mo>
         <mn>1</mn>
        </mrow>
        <mo>}</mo>
       </mrow>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mo>{</mo>
        <mrow>
         <mrow>
          <mo>-</mo>
          <mn>1</mn>
         </mrow>
         <mo>,</mo>
         <mn>1</mn>
        </mrow>
        <mo>}</mo>
       </mrow>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mo>{</mo>
        <mrow>
         <mrow>
          <mo>-</mo>
          <mn>1</mn>
         </mrow>
         <mo>,</mo>
         <mn>1</mn>
        </mrow>
        <mo>}</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>BoxRatios</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[71]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_Graphics3Dxx"></a>
 <a id="mmtag_12_ParametricPlot3Dxx__curve"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>showline</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>VecFunc_</mtext>
    <mtext> </mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext>tl_</mtext>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Graphics3D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>Thickness</mi>
      <mo>[</mo>
      <mn>0.01</mn>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>Hue</mi>
      <mo>[</mo>
      <mn>1</mn>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>Line</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mo>{</mo>
         <mrow>
          <mn>0</mn>
          <mo>,</mo>
          <mn>0</mn>
          <mo>,</mo>
          <mn>0</mn>
         </mrow>
         <mo>}</mo>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
        <mrow>
         <mi>VecFunc</mi>
         <mo>[</mo>
         <mi>tl</mi>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[72]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>showcurveline</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>VecFunc_</mtext>
    <mtext> </mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>tl_</mtext>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Show</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>showcurve</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>VecFunc</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>tl</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mi>showline</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>VecFunc</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>tl</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>DisplayFunction</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mi>$DisplayFunction</mi>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[73]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_example_animating_function"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>CurveLineSequence</mi>
   <mo>[</mo>
   <mtext>VecFunc_</mtext>
   <mtext> </mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mrow>
   <mi>Table</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>showcurveline</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>VecFunc</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>i</mi>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>,</mo>
      <mtext>.1</mtext>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mn>3</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>Pi</mi>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mtext>.1</mtext>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Subsection">
 Animating the Curves with Their Parameter
</p>



<p class="Text">
 The following command produces a sequence of 3D graphics objects that can be animated.&nbsp;&nbsp;To animate: Select all the graphics objects that are output; use the &quot;Cell&quot; menu to access &quot;Cell Grouping&quot; and select &quot;Open/Close Group&quot; (this will collapse the output to a single plot and make your notebook less cluttered); then use the &quot;Cell&quot; menu again and select &quot;Animate Selected Graphics.&quot;
</p>



<p class="CellLabel">
 In[74]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>CurveLineSequence</mi>
   <mo>[</mo>
   <mi>PrettyFlower</mi>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mo>;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
	<a href="../../MathHTML/Lecture-12/HTMLLinks/Lecture-12_1.html"><img src="HTMLFiles/Lecture-12_95.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_95.gif]"  width="531" height="576"  style="vertical-align:middle" /></a>
</p>

<p class="Text">
 Do the same thing for a different parameterized vector function:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[75]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>CurveLineSequence</mi>
   <mo>[</mo>
   <mi>Bendy</mi>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mo>;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
	<a href="../../MathHTML/Lecture-12/HTMLLinks/Lecture-12_2.html"><img src="HTMLFiles/Lecture-12_190.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_190.gif]"  width="531" height="576"  style="vertical-align:middle" /></a>
</p>

<p class="Section">
 Calculating Arc Length and Re-parameterizing
</p>



<p class="Text">
 Here is a general way to take a function of a general parameter, <span style='font-style: italic;'>t</span>, and compute the arc length traversed as <span style='font-style: italic;'>t</span> varies from one value to another:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[76]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_parametric_curves__derivative_along"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dFlowerDt</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Flower</mi>
     <mo>[</mo>
     <mi>t</mi>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mi>t</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[76]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <msup>
   <mi>Flower</mi>
   <mo>&prime;</mo>
  </msup>
  <mo>[</mo>
  <mi>t</mi>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 This is the arclength up to the parameter t
</p>



<p class="CellLabel">
 In[77]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_parametric_curves__integrating_along"></a>
 <a id="mmtag_12_parametric_curves__computing_arclength"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>sFlower</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mrow>
   <mi>Integrate</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Sqrt</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>dFlowerDt</mi>
      <mo>.</mo>
      <mi>dFlowerDt</mi>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mi>t</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>spell1</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Possible spelling error: new symbol name \&quot;</mtext>
    <mi>sFlower</mi>
    <mtext>\&quot; is similar to existing symbol \&quot;</mtext>
    <mi>Flower</mi>
    <mtext>\&quot;. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(sFlower\\)\\\&quot; is similar to existing symbol \\\&quot;\\!\\(Flower\\)\\\&quot;. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell1\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[77]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&Integral;</mo>
  <mrow>
   <msqrt>
    <mrow>
     <mrow>
      <msup>
       <mi>Flower</mi>
       <mo>&prime;</mo>
      </msup>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>.</mo>
     <mrow>
      <msup>
       <mi>Flower</mi>
       <mo>&prime;</mo>
      </msup>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
   </msqrt>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <mo>&DifferentialD;</mo>
    <mi>t</mi>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>In</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>other</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>words</mi>
  </mrow>
  <mo>,</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <msup>
    <mi>ds</mi>
    <mn>2</mn>
   </msup>
   <mo>=</mo>
   <mtext>    </mtext>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>dx</mi>
     <mn>2</mn>
    </msup>
    <mtext>   </mtext>
    <mo>+</mo>
    <mtext>    </mtext>
    <msup>
     <mi>dy</mi>
     <mn>2</mn>
    </msup>
    <mtext>    </mtext>
    <mo>+</mo>
    <mtext>     </mtext>
    <mrow>
     <msup>
      <mi>dz</mi>
      <mn>2</mn>
     </msup>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mtext>   </mtext>
     <mi>so</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>integrating</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>the</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>square</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>root</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>of</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>this</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>is</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>the</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>arclength</mi>
    </mrow>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Applying this to the function Bendy defined above:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[78]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dBendyDt</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Bendy</mi>
     <mo>[</mo>
     <mi>t</mi>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mi>t</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[78]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>{</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mo>-</mo>
    <mrow>
     <mi>Sin</mi>
     <mo>[</mo>
     <mi>t</mi>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>Cos</mi>
    <mo>[</mo>
    <mi>t</mi>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mrow>
      <mi>Cos</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mn>2</mn>
    </msup>
    <mo>-</mo>
    <msup>
     <mrow>
      <mi>Sin</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mn>2</mn>
    </msup>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>}</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[79]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>sBendy</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mrow>
   <mi>Integrate</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Sqrt</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>dBendyDt</mi>
      <mo>.</mo>
      <mi>dBendyDt</mi>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mi>t</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>spell1</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Possible spelling error: new symbol name \&quot;</mtext>
    <mi>sBendy</mi>
    <mtext>\&quot; is similar to existing symbol \&quot;</mtext>
    <mi>Bendy</mi>
    <mtext>\&quot;. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(sBendy\\)\\\&quot; is similar to existing symbol \\\&quot;\\!\\(Bendy\\)\\\&quot;. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell1\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[79]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mfrac>
  <mrow>
   <mi>EllipticE</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mn>2</mn>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>t</mi>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mfrac>
     <mn>1</mn>
     <mn>2</mn>
    </mfrac>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <msqrt>
   <mn>2</mn>
  </msqrt>
 </mfrac>
</math>
</p>

<p class="Text">
 The arc length in this case is given by a tabulated&nbsp;&nbsp;function called an elliptic integral and after checking its behavior at <span style='font-style: italic;'>t</span> = 0 we can plot it over the range {t,0,2&pi;}:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[80]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>sBendy</mi>
  <mo>/.</mo>
  <mrow>
   <mi>t</mi>
   <mo>&rightarrow;</mo>
   <mn>0</mn>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[80]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mn>0</mn>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[81]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Plot</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>sBendy</mi>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mi>t</mi>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mn>2</mn>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mi>Pi</mi>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_191.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_191.gif]"  width="576" height="356"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[81]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Alternatively, we can evaluate the expression for arc length numberically using the following:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[82]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_NIntegratexx"></a>
 <a id="mmtag_12_NIntegratexx_and_plotting"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Plot</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>Evaluate</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>NIntegrate</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>Sqrt</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>dBendyDt</mi>
        <mo>.</mo>
        <mi>dBendyDt</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mi>t</mi>
        <mo>,</mo>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
        <mi>uplim</mi>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mi>uplim</mi>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>6.4</mn>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>NIntegrate</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>nlim</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mi>t</mi>
    <mtext> = </mtext>
    <mi>uplim</mi>
    <mtext> is not a valid limit of integration. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;\\!\\(t\\) = \\!\\(uplim\\) is not a valid limit of integration. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;NIntegrate::nlim\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_192.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_192.gif]"  width="576" height="356"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[82]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[83]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_parametric_surfaces_example"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>FlowerPot</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>u_</mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>v_</mtext>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mrow>
   <mo mathsize='36'>{</mo>
   <mrow>
    <mstyle mathcolor='#0000FF'>
     <mrow>
      <mrow>
       <mo>(</mo>
       <mrow>
        <mn>3</mn>
        <mtext> </mtext>
        <mo>+</mo>
        <mtext> </mtext>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mi>v</mi>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>)</mo>
      </mrow>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mrow>
       <mi>Cos</mi>
       <mo>[</mo>
       <mi>u</mi>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
    </mstyle>
    <mo mathsize='72'>,</mo>
    <mstyle mathcolor='#0051004'>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>Sin</mi>
       <mo>[</mo>
       <mi>u</mi>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mtext> </mtext>
      <mo>+</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>(</mo>
        <mrow>
         <mn>3</mn>
         <mtext> </mtext>
         <mo>+</mo>
         <mtext> </mtext>
         <mrow>
          <mi>Cos</mi>
          <mo>[</mo>
          <mi>v</mi>
          <mo>]</mo>
         </mrow>
        </mrow>
        <mo>)</mo>
       </mrow>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mrow>
        <mi>Sin</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>u</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
     </mrow>
    </mstyle>
    <mo mathsize='72'>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mstyle mathcolor='#FF0000'>
     <mrow>
      <mrow>
       <mo>(</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mn>3</mn>
         <mo>/</mo>
         <mn>2</mn>
        </mrow>
        <mtext> </mtext>
        <mo>+</mo>
        <mtext> </mtext>
        <mrow>
         <mi>Cos</mi>
         <mo>[</mo>
         <mrow>
          <mi>u</mi>
          <mo>+</mo>
          <mi>v</mi>
         </mrow>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>)</mo>
      </mrow>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mrow>
       <mi>Sin</mi>
       <mo>[</mo>
       <mi>v</mi>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
    </mstyle>
   </mrow>
   <mo mathsize='36'>}</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Section">
 <a id="mmtag_12_ParametricPlot3Dxx__example_of_parametric_surface"></a>
 Example of a parameritized surface
</p>



<p class="CellLabel">
 In[84]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&lt;&lt;</mo>
  <mtext>Graphics`ParametricPlot3D`</mtext>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[85]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Flowerplot</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>ParametricPlot3D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>FlowerPot</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>u</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>v</mi>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>u</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0</mn>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mn>2</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>Pi</mi>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>v</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0</mn>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mn>2</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>Pi</mi>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>ViewPoint</mi>
     <mo>-&gt;</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mn>0.141</mn>
       <mo>,</mo>
       <mtext> </mtext>
       <mn>1.653</mn>
       <mo>,</mo>
       <mtext> </mtext>
       <mn>1.117</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>PlotPoints</mi>
     <mo>-&gt;</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mn>120</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>40</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_193.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_193.gif]"  width="576" height="541"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[85]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics3D</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Section">
 <a id="mmtag_12_curve_on_parameritized_surface"></a>
 A Curve on a parameritized surface
</p>



<p class="CellLabel">
 In[86]:=
</p>



<p class="Input">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_194.gif" alt="Vines[t_] := 1.025 * FlowerPot[t Cos[t], -t^2Sin[ t]]"  width="513" height="27"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Input">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_195.gif" alt="vineplot = ParametricPlot3D[Vines[t], {t, 0, 2 Pi}, ViewPoint-&gt; {0.141, 1.653, 1.117}, PlotPoints-&gt;500]"  width="915" height="23"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_196.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_196.gif]"  width="576" height="513"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[87]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics3D</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Subsubsection">
 In the above, I want to put the vine outside the surface so I scale it out a little bit...
</p>



<p class="CellLabel">
 Out[53]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics3D</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[88]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>thickvineplot</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Show</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>Graphics3D</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>Thickness</mi>
       <mo>[</mo>
       <mn>0.02</mn>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>Graphics3D</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>Hue</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mn>0.333</mn>
        <mo>,</mo>
        <mn>0.5</mn>
        <mo>,</mo>
        <mn>0.5</mn>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mi>vineplot</mi>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_197.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_197.gif]"  width="576" height="531"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[88]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics3D</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[89]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Show</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>thickvineplot</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>Flowerplot</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_198.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_198.gif]"  width="576" height="535"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[89]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics3D</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[90]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Show</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>Flowerplot</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>thickvineplot</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_199.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_199.gif]"  width="576" height="531"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[90]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics3D</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Title">
 Multivariable Calculus: <span style='font-style: italic;'>Mathematica</span> Review
</p>



<p class="Text">
 AScalarFunction is defined everywhere in (x,y,z)
</p>



<p class="CellLabel">
 In[91]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>AScalarFunction</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>x_</mtext>
    <mtext> </mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>y_</mtext>
    <mtext> </mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>z_</mtext>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>SomeFunction</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mi>x</mi>
    <mo>,</mo>
    <mi>y</mi>
    <mo>,</mo>
    <mi>z</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[92]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>AScalarFunction</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>x</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>y</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>z</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[92]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>SomeFunction</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>x</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>y</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>z</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 The following lines print <span style='text-decoration: underline;'>and</span> they define expressions.
</p>



<p class="CellLabel">
 In[93]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_partial_derivatives"></a>
 <a id="mmtag_12_Dxx"></a>
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_200.gif" alt="Print[&quot;derivative w/r to first argument is &quot; ] ; &nbsp;&nbsp;dFuncX = D[AScalarFunction[x, y, z], x]"  width="754" height="23"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_partial_derivatives"></a>
 <a id="mmtag_12_Dxx"></a>
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_201.gif" alt="Print[&quot;derivative w/r to second argument is &quot; ] ; &nbsp;&nbsp;dFuncY = D[AScalarFunction[x, y, z], y]"  width="782" height="23"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_partial_derivatives"></a>
 <a id="mmtag_12_Dxx"></a>
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_202.gif" alt="Print[&quot;derivative w/r to third argument is &quot; ] ; &nbsp;&nbsp;dFuncZ = D[AScalarFunction[x, y, z], z]"  width="754" height="23"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Print">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mtext>derivative w/r to first argument is </mtext>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[93]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <msup>
   <mi>SomeFunction</mi>
   <mrow>
    <mo>(</mo>
    <mrow>
     <mn>1</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
    </mrow>
    <mo>)</mo>
   </mrow>
  </msup>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>x</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>y</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>z</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>spell1</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Possible spelling error: new symbol name \&quot;</mtext>
    <mi>dFuncY</mi>
    <mtext>\&quot; is similar to existing symbol \&quot;</mtext>
    <mi>dFuncX</mi>
    <mtext>\&quot;. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(dFuncY\\)\\\&quot; is similar to existing symbol \\\&quot;\\!\\(dFuncX\\)\\\&quot;. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell1\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Print">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mtext>derivative w/r to second argument is </mtext>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[94]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <msup>
   <mi>SomeFunction</mi>
   <mrow>
    <mo>(</mo>
    <mrow>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>1</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
    </mrow>
    <mo>)</mo>
   </mrow>
  </msup>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>x</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>y</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>z</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>spell</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Possible spelling error: new symbol name \&quot;</mtext>
    <mi>dFuncZ</mi>
    <mtext>\&quot; is similar to existing symbols </mtext>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>dFuncX</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>dFuncY</mi>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mtext>. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(dFuncZ\\)\\\&quot; is similar to existing symbols \\!\\({dFuncX, dFuncY}\\). \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Print">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mtext>derivative w/r to third argument is </mtext>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[95]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <msup>
   <mi>SomeFunction</mi>
   <mrow>
    <mo>(</mo>
    <mrow>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>0</mn>
     <mo>,</mo>
     <mn>1</mn>
    </mrow>
    <mo>)</mo>
   </mrow>
  </msup>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>x</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>y</mi>
   <mo>,</mo>
   <mi>z</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Subsubsection">
 In the output lines above, partial derivatives are denoted by superscripts: e.g., (1,0,0) indicates the first partial derivative with respect to the first variable, <span style='font-style: italic;'>x</span>. The second partial with respect to y and z would be denoted by a superscript (0,1,1).
</p>



<p class="Text">
 x(w,v), y(w,v), z(w,v) is a restriction of all space to a surface parameterized by (w,v), <br />AScalarFunction is now defined on the surface as a function of (w,v)
</p>



<p class="CellLabel">
 In[96]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_partial_derivatives__restricted_to_surface"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>AScalarFunction</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>x</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>y</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>z</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[96]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>SomeFunction</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>x</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>y</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>z</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Because it is now a function of <span style='font-style: italic;'>w</span> and <span style='font-style: italic;'>v</span>, the derivative with respect to <span style='font-style: italic;'>x</span> will vanish:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[97]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>D</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>AScalarFunction</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mi>x</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[97]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mn>0</mn>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Two more flavors of derivatives, these are partial derivatives evaluated on the surface
</p>



<p class="CellLabel">
 In[98]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dFuncW</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>AScalarFunction</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>w</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>v</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mi>y</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>w</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>v</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mi>z</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>w</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>v</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mi>w</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>spell</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Possible spelling error: new symbol name \&quot;</mtext>
    <mi>dFuncW</mi>
    <mtext>\&quot; is similar to existing symbols </mtext>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>dFuncX</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>dFuncY</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>dFuncZ</mi>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mtext>. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(dFuncW\\)\\\&quot; is similar to existing symbols \\!\\({dFuncX, dFuncY, dFuncZ}\\). \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[98]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>z</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>y</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>x</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[99]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dFuncV</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>AScalarFunction</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>w</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>v</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mi>y</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>w</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>v</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mi>z</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>w</mi>
        <mo>,</mo>
        <mi>v</mi>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mi>v</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>spell</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Possible spelling error: new symbol name \&quot;</mtext>
    <mi>dFuncV</mi>
    <mtext>\&quot; is similar to existing symbols </mtext>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>dFuncW</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>dFuncX</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>dFuncY</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>dFuncZ</mi>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mtext>. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(dFuncV\\)\\\&quot; is similar to existing symbols \\!\\({dFuncW, dFuncX, dFuncY, dFuncZ}\\). \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[99]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>z</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>y</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>x</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>w</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>v</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>w</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>v</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 On the surface x(w,v), y(w,v), z(w,v), we can prescribe a curve w(t), v(t), now we have<br />AScalarFunction defined on that curve
</p>



<p class="CellLabel">
 In[100]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>AScalarFunction</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>x</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>w</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>v</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>y</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>w</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>v</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>z</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>w</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>v</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[100]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>SomeFunction</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>x</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>w</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>v</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>y</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>w</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>v</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>z</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>w</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>v</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 The following is a derivative of the function along the curve parameterized by t
</p>



<p class="CellLabel">
 In[101]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_total_derivative__example_of_curve"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dFuncT</mi>
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       </mrow>
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        <mo>,</mo>
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       </mrow>
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       </mrow>
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      </mrow>
     </mrow>
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    </mrow>
    <mo>,</mo>
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</p>

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  </mrow>
  <semantics>
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     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mtext>. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
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   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Possible spelling error: new symbol name \\\&quot;\\!\\(dFuncT\\)\\\&quot; is similar to existing symbols \\!\\({dFuncV, dFuncW, dFuncX, dFuncY, dFuncZ}\\). \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::spell\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
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</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[101]=
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<p class="Output">
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        <mi>v</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>t</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>w</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>t</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mi>v</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>t</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Subsubsection">
 Note on the step immediately above: by specifying <span style='font-style: italic;'>w</span> and <span style='font-style: italic;'>v</span>, values of <span style='font-style: italic;'>x</span> and <span style='font-style: italic;'>y</span> are specified, and additionally values of <span style='font-style: italic;'>z</span>.&nbsp;&nbsp;The three functions <span style='font-style: italic;'>x</span>(<span style='font-style: italic;'>w,v</span>), <span style='font-style: italic;'>y</span>(<span style='font-style: italic;'>w,v</span>), and <span style='font-style: italic;'>z</span>(<span style='font-style: italic;'>w,v</span>) together describe a surface---it specifies that three points can be specified by two values (A familiar case is when w=x, and v=y, then z(x,y) is a surface that can be specified over the x-y plane. The functions <span style='font-style: italic;'> w</span>(<span style='font-style: italic;'>t</span>)<span style='font-style: italic;'> </span>and <span style='font-style: italic;'>v</span>(<span style='font-style: italic;'>t</span>) trace out a plane curve on the w-v surface and map onto a corresponding twisted curve (see Kreyszig p.429 for distinction between &quot;plane&quot; and &quot;twisted&quot; if it is not obvious).
</p>



<p class="Text">
 Finally, we could skip the surface and just define a space curve x(t), y(t), z(t) and&nbsp;&nbsp;take the derivative of AScalarFunc along&nbsp;&nbsp;that curve:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[102]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_total_derivative__example_of_thermodynamic_variation"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dFuncT</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>AScalarFunction</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>[</mo>
       <mi>t</mi>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mi>y</mi>
       <mo>[</mo>
       <mi>t</mi>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mi>z</mi>
       <mo>[</mo>
       <mi>t</mi>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mi>t</mi>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[102]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>z</mi>
     <mo>&prime;</mo>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mi>t</mi>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>y</mi>
     <mo>&prime;</mo>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mi>t</mi>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>x</mi>
     <mo>&prime;</mo>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mi>t</mi>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mi>z</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>t</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_203.gif" width="952" height="187"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Text">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_204.gif" alt="Here, dF is interpreted as any change in the scalar function if its variables are also changed dx, dy, dz"  width="887" height="23"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Subtitle">
 <a id="mmtag_12_Taylor_series__visualizing_approximating_surfaces"></a>
 Visualizing approximations (Taylor Expansions)&nbsp;&nbsp;to surfaces at points
</p>



<p class="Section">
 Getting Mathematica to represent a general change in a function--multidimensional versions of Taylor expansions
</p>



<p class="CellLabel">
 In[103]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_Seriesxx"></a>
 <a id="mmtag_12_Expandxx"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>SmallChangeSeries</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>Expand</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>Series</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>AScalarFunction</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mrow>
         <mi>x</mi>
         <mo>+</mo>
         <mtext> </mtext>
         <mi>dx</mi>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
        <mtext> </mtext>
        <mrow>
         <mi>y</mi>
         <mtext> </mtext>
         <mo>+</mo>
         <mtext> </mtext>
         <mi>dy</mi>
        </mrow>
        <mo>,</mo>
        <mtext> </mtext>
        <mrow>
         <mi>z</mi>
         <mtext> </mtext>
         <mo>+</mo>
         <mtext> </mtext>
         <mi>dz</mi>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mi>dx</mi>
        <mo>,</mo>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
        <mn>1</mn>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mi>dy</mi>
        <mo>,</mo>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
        <mn>1</mn>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mo>{</mo>
       <mrow>
        <mi>dz</mi>
        <mo>,</mo>
        <mn>0</mn>
        <mo>,</mo>
        <mn>1</mn>
       </mrow>
       <mo>}</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
   <mo>-</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>AScalarFunction</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[103]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <semantics>
  <mrow>
   <mrow>
    <mo>(</mo>
    <semantics>
     <mrow>
      <mrow>
       <mo>(</mo>
       <semantics>
        <mrow>
         <mrow>
          <mrow>
           <msup>
            <mi>SomeFunction</mi>
            <mrow>
             <mo>(</mo>
             <mrow>
              <mn>0</mn>
              <mo>,</mo>
              <mn>0</mn>
              <mo>,</mo>
              <mn>1</mn>
             </mrow>
             <mo>)</mo>
            </mrow>
           </msup>
           <mo>[</mo>
           <mrow>
            <mi>x</mi>
            <mo>,</mo>
            <mi>y</mi>
            <mo>,</mo>
            <mi>z</mi>
           </mrow>
           <mo>]</mo>
          </mrow>
          <mo>&InvisibleTimes;</mo>
          <mi>dz</mi>
         </mrow>
         <mo>+</mo>
         <semantics>
          <msup>
           <mrow>
            <mi>O</mi>
            <mo>[</mo>
            <mi>dz</mi>
            <mo>]</mo>
           </mrow>
           <mn>2</mn>
          </msup>
          <annotation-xml encoding='MathML-Content'>
           <apply>
            <ci>SeriesData</ci>
            <ci>dz</ci>
            <cn type='integer'>0</cn>
            <list/>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>2</cn>
            <cn type='integer'>1</cn>
           </apply>
          </annotation-xml>
         </semantics>
        </mrow>
        <annotation-xml encoding='MathML-Content'>
         <apply>
          <ci>SeriesData</ci>
          <ci>dz</ci>
          <cn type='integer'>0</cn>
          <list>
           <apply>
            <apply>
             <partialdiff/>
             <list>
              <cn type='integer'>0</cn>
              <cn type='integer'>0</cn>
              <cn type='integer'>1</cn>
             </list>
             <ci>SomeFunction</ci>
            </apply>
            <ci>x</ci>
            <ci>y</ci>
            <ci>z</ci>
           </apply>
          </list>
          <cn type='integer'>1</cn>
          <cn type='integer'>2</cn>
          <cn type='integer'>1</cn>
         </apply>
        </annotation-xml>
       </semantics>
       <mo>)</mo>
      </mrow>
      <mo>+</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mo>(</mo>
        <semantics>
         <mrow>
          <mrow>
           <msup>
            <mi>SomeFunction</mi>
            <mrow>
             <mo>(</mo>
             <mrow>
              <mn>0</mn>
              <mo>,</mo>
              <mn>1</mn>
              <mo>,</mo>
              <mn>0</mn>
             </mrow>
             <mo>)</mo>
            </mrow>
           </msup>
           <mo>[</mo>
           <mrow>
            <mi>x</mi>
            <mo>,</mo>
            <mi>y</mi>
            <mo>,</mo>
            <mi>z</mi>
           </mrow>
           <mo>]</mo>
          </mrow>
          <mo>+</mo>
          <mrow>
           <mrow>
            <msup>
             <mi>SomeFunction</mi>
             <mrow>
              <mo>(</mo>
              <mrow>
               <mn>0</mn>
               <mo>,</mo>
               <mn>1</mn>
               <mo>,</mo>
               <mn>1</mn>
              </mrow>
              <mo>)</mo>
             </mrow>
            </msup>
            <mo>[</mo>
            <mrow>
             <mi>x</mi>
             <mo>,</mo>
             <mi>y</mi>
             <mo>,</mo>
             <mi>z</mi>
            </mrow>
            <mo>]</mo>
           </mrow>
           <mo>&InvisibleTimes;</mo>
           <mi>dz</mi>
          </mrow>
          <mo>+</mo>
          <semantics>
           <msup>
            <mrow>
             <mi>O</mi>
             <mo>[</mo>
             <mi>dz</mi>
             <mo>]</mo>
            </mrow>
            <mn>2</mn>
           </msup>
           <annotation-xml encoding='MathML-Content'>
            <apply>
             <ci>SeriesData</ci>
             <ci>dz</ci>
             <cn type='integer'>0</cn>
             <list/>
             <cn type='integer'>0</cn>
             <cn type='integer'>2</cn>
             <cn type='integer'>1</cn>
            </apply>
           </annotation-xml>
          </semantics>
         </mrow>
         <annotation-xml encoding='MathML-Content'>
          <apply>
           <ci>SeriesData</ci>
           <ci>dz</ci>
           <cn type='integer'>0</cn>
           <list>
            <apply>
             <apply>
              <partialdiff/>
              <list>
               <cn type='integer'>0</cn>
               <cn type='integer'>1</cn>
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              <cn type='integer'>0</cn>
              <cn type='integer'>1</cn>
             </list>
             <ci>SomeFunction</ci>
            </apply>
            <ci>x</ci>
            <ci>y</ci>
            <ci>z</ci>
           </apply>
          </list>
          <cn type='integer'>0</cn>
          <cn type='integer'>2</cn>
          <cn type='integer'>1</cn>
         </apply>
         <apply>
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          <ci>dz</ci>
          <cn type='integer'>0</cn>
          <list>
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            <apply>
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              <cn type='integer'>1</cn>
              <cn type='integer'>1</cn>
              <cn type='integer'>0</cn>
             </list>
             <ci>SomeFunction</ci>
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            <ci>x</ci>
            <ci>y</ci>
            <ci>z</ci>
           </apply>
           <apply>
            <apply>
             <partialdiff/>
             <list>
              <cn type='integer'>1</cn>
              <cn type='integer'>1</cn>
              <cn type='integer'>1</cn>
             </list>
             <ci>SomeFunction</ci>
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            <ci>x</ci>
            <ci>y</ci>
            <ci>z</ci>
           </apply>
          </list>
          <cn type='integer'>0</cn>
          <cn type='integer'>2</cn>
          <cn type='integer'>1</cn>
         </apply>
        </list>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <cn type='integer'>2</cn>
        <cn type='integer'>1</cn>
       </apply>
      </annotation-xml>
     </semantics>
     <mo>)</mo>
    </mrow>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mi>dx</mi>
   </mrow>
   <mo>+</mo>
   <semantics>
    <msup>
     <mrow>
      <mi>O</mi>
      <mo>[</mo>
      <mi>dx</mi>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mn>2</mn>
    </msup>
    <annotation-xml encoding='MathML-Content'>
     <apply>
      <ci>SeriesData</ci>
      <ci>dx</ci>
      <cn type='integer'>0</cn>
      <list/>
      <cn type='integer'>0</cn>
      <cn type='integer'>2</cn>
      <cn type='integer'>1</cn>
     </apply>
    </annotation-xml>
   </semantics>
  </mrow>
  <annotation-xml encoding='MathML-Content'>
   <apply>
    <ci>SeriesData</ci>
    <ci>dx</ci>
    <cn type='integer'>0</cn>
    <list>
     <apply>
      <ci>SeriesData</ci>
      <ci>dy</ci>
      <cn type='integer'>0</cn>
      <list>
       <apply>
        <ci>SeriesData</ci>
        <ci>dz</ci>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <list>
         <apply>
          <apply>
           <partialdiff/>
           <list>
            <cn type='integer'>0</cn>
            <cn type='integer'>0</cn>
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           </list>
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         </apply>
        </list>
        <cn type='integer'>1</cn>
        <cn type='integer'>2</cn>
        <cn type='integer'>1</cn>
       </apply>
       <apply>
        <ci>SeriesData</ci>
        <ci>dz</ci>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <list>
         <apply>
          <apply>
           <partialdiff/>
           <list>
            <cn type='integer'>0</cn>
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            <cn type='integer'>0</cn>
           </list>
           <ci>SomeFunction</ci>
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          <ci>x</ci>
          <ci>y</ci>
          <ci>z</ci>
         </apply>
         <apply>
          <apply>
           <partialdiff/>
           <list>
            <cn type='integer'>0</cn>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>1</cn>
           </list>
           <ci>SomeFunction</ci>
          </apply>
          <ci>x</ci>
          <ci>y</ci>
          <ci>z</ci>
         </apply>
        </list>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <cn type='integer'>2</cn>
        <cn type='integer'>1</cn>
       </apply>
      </list>
      <cn type='integer'>0</cn>
      <cn type='integer'>2</cn>
      <cn type='integer'>1</cn>
     </apply>
     <apply>
      <ci>SeriesData</ci>
      <ci>dy</ci>
      <cn type='integer'>0</cn>
      <list>
       <apply>
        <ci>SeriesData</ci>
        <ci>dz</ci>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <list>
         <apply>
          <apply>
           <partialdiff/>
           <list>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>0</cn>
            <cn type='integer'>0</cn>
           </list>
           <ci>SomeFunction</ci>
          </apply>
          <ci>x</ci>
          <ci>y</ci>
          <ci>z</ci>
         </apply>
         <apply>
          <apply>
           <partialdiff/>
           <list>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>0</cn>
            <cn type='integer'>1</cn>
           </list>
           <ci>SomeFunction</ci>
          </apply>
          <ci>x</ci>
          <ci>y</ci>
          <ci>z</ci>
         </apply>
        </list>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <cn type='integer'>2</cn>
        <cn type='integer'>1</cn>
       </apply>
       <apply>
        <ci>SeriesData</ci>
        <ci>dz</ci>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <list>
         <apply>
          <apply>
           <partialdiff/>
           <list>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>0</cn>
           </list>
           <ci>SomeFunction</ci>
          </apply>
          <ci>x</ci>
          <ci>y</ci>
          <ci>z</ci>
         </apply>
         <apply>
          <apply>
           <partialdiff/>
           <list>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>1</cn>
            <cn type='integer'>1</cn>
           </list>
           <ci>SomeFunction</ci>
          </apply>
          <ci>x</ci>
          <ci>y</ci>
          <ci>z</ci>
         </apply>
        </list>
        <cn type='integer'>0</cn>
        <cn type='integer'>2</cn>
        <cn type='integer'>1</cn>
       </apply>
      </list>
      <cn type='integer'>0</cn>
      <cn type='integer'>2</cn>
      <cn type='integer'>1</cn>
     </apply>
    </list>
    <cn type='integer'>0</cn>
    <cn type='integer'>2</cn>
    <cn type='integer'>1</cn>
   </apply>
  </annotation-xml>
 </semantics>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[104]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_Normalxx__turning_a_series_representation_into_an_expression"></a>
 <a id="mmtag_12_series_representation__converting_to_an_expression"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dScalarFunction</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Expand</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mi>Normal</mi>
    <mo>[</mo>
    <mi>SmallChangeSeries</mi>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[104]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>dz</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dy</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dy</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>dz</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dx</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dx</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>dz</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dx</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>dy</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dx</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>dy</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>dz</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 The next step eliminates second- and third-order terms&hellip; (remember, dx, dy, and dz are small)
</p>



<p class="CellLabel">
 In[105]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>dScalarFunction</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>dScalarFunction</mi>
   <mo>/.</mo>
   <mrow>
    <mo>{</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>dx</mi>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>dy</mi>
      </mrow>
      <mtext> </mtext>
      <mo>&rightarrow;</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mn>0</mn>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>dy</mi>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>dz</mi>
      </mrow>
      <mo>&rightarrow;</mo>
      <mn>0</mn>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>dx</mi>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>dz</mi>
      </mrow>
      <mo>&rightarrow;</mo>
      <mn>0</mn>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>}</mo>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[105]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>dz</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dy</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>+</mo>
  <mrow>
   <mi>dx</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <msup>
     <mi>SomeFunction</mi>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mn>1</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
       <mo>,</mo>
       <mn>0</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </msup>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>y</mi>
     <mo>,</mo>
     <mi>z</mi>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Subsubsection">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>The</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>above</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>form</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>is</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>like</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>the</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mi>thermodynamic</mi>
   <mo>&InvisibleTimes;</mo>
   <mrow>
    <mi>expression</mi>
    <mo>:</mo>
    <mtext>&#62371;</mtext>
    <mi>dF</mi>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mrow>
      <mo>&PartialD;</mo>
      <mi>F</mi>
     </mrow>
     <mrow>
      <mo>&PartialD;</mo>
      <mi>x</mi>
     </mrow>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mi>dx</mi>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
   <mo>+</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mrow>
      <mo>&PartialD;</mo>
      <mi>F</mi>
     </mrow>
     <mrow>
      <mo>&PartialD;</mo>
      <mi>y</mi>
     </mrow>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mi>dy</mi>
   </mrow>
   <mtext>  </mtext>
   <mo>+</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mfrac>
     <mrow>
      <mo>&PartialD;</mo>
      <mi>F</mi>
     </mrow>
     <mrow>
      <mo>&PartialD;</mo>
      <mi>z</mi>
     </mrow>
    </mfrac>
    <mo>&InvisibleTimes;</mo>
    <mi>dz</mi>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Example of using Taylor Expansion to turn a function of two variables into an approximating function of four&nbsp;&nbsp;variables:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[106]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>CrazyFun</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>x_</mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>y_</mtext>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>Sin</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mn>5</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>&pi;</mi>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>x</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mi>Sin</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mn>5</mn>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>&pi;</mi>
       <mo>&InvisibleTimes;</mo>
       <mi>y</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mtext> </mtext>
    </mrow>
    <mrow>
     <mi>x</mi>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mi>y</mi>
    </mrow>
   </mfrac>
   <mtext> </mtext>
   <mo>+</mo>
   <mfrac>
    <mrow>
     <mtext> </mtext>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>Sin</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mn>5</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&pi;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mo>(</mo>
         <mrow>
          <mi>x</mi>
          <mo>-</mo>
          <mn>1</mn>
         </mrow>
         <mo>)</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>&InvisibleTimes;</mo>
      <mrow>
       <mi>Sin</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mn>5</mn>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mi>&pi;</mi>
        <mo>&InvisibleTimes;</mo>
        <mrow>
         <mo>(</mo>
         <mrow>
          <mi>y</mi>
          <mo>-</mo>
          <mn>1</mn>
         </mrow>
         <mo>)</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
    </mrow>
    <mrow>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>-</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
     <mo>&InvisibleTimes;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mtext> </mtext>
      <mrow>
       <mi>y</mi>
       <mo>-</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
   </mfrac>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Plot this function over suitable range of the variables <span style='font-style: italic;'>x</span> and <span style='font-style: italic;'>y</span>:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[107]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>theplot</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Plot3D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>CrazyFun</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>,</mo>
      <mi>y</mi>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0.1</mn>
      <mo>,</mo>
      <mtext>.9</mtext>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>0.1</mn>
      <mo>,</mo>
      <mtext>.9</mtext>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>PlotRange</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mi>All</mi>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>Mesh</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mi>False</mi>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_205.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_205.gif]"  width="576" height="467"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[107]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>SurfaceGraphics</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Now, approximate the function about a specific point (xo, yo), using <span style='font-style: italic;'>Mathematica</span>'s <span style='font-weight: bold;'>Series</span> function:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[108]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Approxfunction</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mtext>x_</mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>y_</mtext>
    <mtext> </mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>xo_</mtext>
    <mtext> </mtext>
    <mo>,</mo>
    <mtext> </mtext>
    <mtext>yo_</mtext>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>Series</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>CrazyFun</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>y</mi>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>xo</mi>
       <mo>,</mo>
       <mn>2</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mrow>
      <mo>{</mo>
      <mrow>
       <mi>y</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>yo</mi>
       <mo>,</mo>
       <mn>2</mn>
      </mrow>
      <mo>}</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>//</mo>
   <mi>Normal</mi>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 and plot the approximate function in the neighborhood of (xo, yo):
</p>



<p class="CellLabel">
 In[109]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_Plot3Dxx"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>anapprox</mi>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mrow>
   <mi>Plot3D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Evaluate</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>Approxfunction</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>y</mi>
       <mo>,</mo>
       <mtext>.7</mtext>
       <mo>,</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mtext>.7</mtext>
       <mo>-</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mtext>.7</mtext>
       <mo>+</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mtext>.1</mtext>
       <mo>-</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mtext>.1</mtext>
       <mo>+</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_206.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_206.gif]"  width="576" height="467"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[109]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>SurfaceGraphics</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Both the original and the approximate function can be plotted simultaneously:
</p>



<p class="CellLabel">
 In[110]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Show</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mi>anapprox</mi>
   <mo>,</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mi>theplot</mi>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_207.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_207.gif]"  width="576" height="467"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[110]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>Graphics3D</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 This final little bit selects random points (xo, yo) and fits Taylor expansions to ten different points, then displays them individually as well as with a superposed plot of the original function.
</p>



<p class="CellLabel">
 In[111]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Table</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>xo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>=</mo>
       <mrow>
        <mi>Random</mi>
        <mo>[</mo>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>yo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>=</mo>
       <mrow>
        <mi>Random</mi>
        <mo>[</mo>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>i</mi>
      <mo>,</mo>
      <mn>1</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>100</mn>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mo>;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 The next function automates the small approximating surface patch
</p>



<p class="CellLabel">
 In[112]:=
</p>



<p class="Input">
 <a id="mmtag_12_delaying_display"></a>
 <a id="mmtag_12_DisplayFunction__delaying_graphics"></a>
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>ApproxPlot</mi>
   <mo>[</mo>
   <mtext>i_</mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Plot3D</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>Evaluate</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mi>Approxfunction</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>x</mi>
       <mo>,</mo>
       <mi>y</mi>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mi>xo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>,</mo>
       <mrow>
        <mi>yo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>x</mi>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>xo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>-</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>xo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mi>y</mi>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>yo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>-</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>yo</mi>
        <mo>[</mo>
        <mi>i</mi>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>+</mo>
       <mtext>.1</mtext>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>PlotPoints</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mn>6</mn>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>ColorFunction</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mrow>
      <mo>(</mo>
      <mrow>
       <mrow>
        <mi>RGBColor</mi>
        <mo>[</mo>
        <mrow>
         <mrow>
          <mi>xo</mi>
          <mo>[</mo>
          <mi>i</mi>
          <mo>]</mo>
         </mrow>
         <mo>,</mo>
         <mrow>
          <mi>yo</mi>
          <mo>[</mo>
          <mi>i</mi>
          <mo>]</mo>
         </mrow>
         <mo>,</mo>
         <mtext>#</mtext>
        </mrow>
        <mo>]</mo>
       </mrow>
       <mo>&amp;</mo>
      </mrow>
      <mo>)</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>DisplayFunction</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mi>Identity</mi>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 <a id="mmtag_12_graphics_stack__recursive_plotting_scheme"></a>
 To build a sequence of graphics, I'll build a stack of ten graphics objects by using a recursive method. The next command sets the end of the recursion loop.
</p>



<p class="CellLabel">
 In[113]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Clear</mi>
  <mo>[</mo>
  <mi>GraphicsStack</mi>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[114]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>GraphicsStack</mi>
   <mo>[</mo>
   <mn>0</mn>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mi>Show</mi>
   <mo>[</mo>
   <mrow>
    <mrow>
     <mi>ApproxPlot</mi>
     <mo>[</mo>
     <mn>1</mn>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mo>,</mo>
    <mrow>
     <mi>DisplayFunction</mi>
     <mo>&rightarrow;</mo>
     <mi>Identity</mi>
    </mrow>
   </mrow>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[114]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>SurfaceGraphics</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Text">
 Here is the recursive function.
</p>



<p class="CellLabel">
 In[115]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>GraphicsStack</mi>
   <mo>[</mo>
   <mtext>i_</mtext>
   <mo>]</mo>
  </mrow>
  <mtext> </mtext>
  <mo>:=</mo>
  <mtext> </mtext>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>GraphicsStack</mi>
    <mo>[</mo>
    <mi>i</mi>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mtext> </mtext>
   <mo>=</mo>
   <mtext> </mtext>
   <mrow>
    <mi>Show</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mrow>
      <mi>GraphicsStack</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>i</mi>
       <mo>-</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
     <mo>,</mo>
     <mtext> </mtext>
     <mrow>
      <mi>ApproxPlot</mi>
      <mo>[</mo>
      <mrow>
       <mi>i</mi>
       <mo>+</mo>
       <mn>1</mn>
      </mrow>
      <mo>]</mo>
     </mrow>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
  </mrow>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="CellLabel">
 In[116]:=
</p>



<p class="Input">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mi>Show</mi>
  <mo>[</mo>
  <mrow>
   <mrow>
    <mi>GraphicsArray</mi>
    <mo>[</mo>
    <mrow>
     <mo>{</mo>
     <mrow>
      <mrow>
       <mi>GraphicsStack</mi>
       <mo>[</mo>
       <mn>10</mn>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
      <mo>,</mo>
      <mrow>
       <mi>Show</mi>
       <mo>[</mo>
       <mrow>
        <mi>theplot</mi>
        <mo>,</mo>
        <mrow>
         <mi>GraphicsStack</mi>
         <mo>[</mo>
         <mn>10</mn>
         <mo>]</mo>
        </mrow>
       </mrow>
       <mo>]</mo>
      </mrow>
     </mrow>
     <mo>}</mo>
    </mrow>
    <mo>]</mo>
   </mrow>
   <mo>,</mo>
   <mrow>
    <mi>DisplayFunction</mi>
    <mo>&rightarrow;</mo>
    <mi>$DisplayFunction</mi>
   </mrow>
  </mrow>
  <mo>]</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Graphics</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>realu</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Argument in </mtext>
    <mrow>
     <mi>RGBColor</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mn>0.1947701615072844</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>0.1938584747649562</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>1.0083416833631114</mn>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mtext> is not a real number between 0 and 1. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Argument in \\!\\(RGBColor[\\(\\(0.1947701615072844`, 0.1938584747649562`, 1.0083416833631114`\\)\\)]\\) is not a real number between 0 and 1. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;Graphics::realu\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Graphics</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>realu</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Argument in </mtext>
    <mrow>
     <mi>RGBColor</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mn>0.1947701615072844</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>0.1938584747649562</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>1.0083416833631114</mn>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mtext> is not a real number between 0 and 1. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Argument in \\!\\(RGBColor[\\(\\(0.1947701615072844`, 0.1938584747649562`, 1.0083416833631114`\\)\\)]\\) is not a real number between 0 and 1. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;Graphics::realu\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>Graphics</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>realu</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Argument in </mtext>
    <mrow>
     <mi>RGBColor</mi>
     <mo>[</mo>
     <mrow>
      <mn>0.1947701615072844</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>0.1938584747649562</mn>
      <mo>,</mo>
      <mn>1.0083416833631114</mn>
     </mrow>
     <mo>]</mo>
    </mrow>
    <mtext> is not a real number between 0 and 1. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Argument in \\!\\(RGBColor[\\(\\(0.1947701615072844`, 0.1938584747649562`, 1.0083416833631114`\\)\\)]\\) is not a real number between 0 and 1. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;Graphics::realu\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Message">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mrow>
   <mi>General</mi>
   <mtext>::</mtext>
   <mi>stop</mi>
  </mrow>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mrow>
   <mo>:</mo>
   <mtext> </mtext>
  </mrow>
  <semantics>
   <mrow>
    <mtext>Further output of </mtext>
    <mrow>
     <mi>Graphics</mi>
     <mtext>::</mtext>
     <ms>realu</ms>
    </mrow>
    <mtext> will be suppressed during this calculation. </mtext>
    <maction actiontype='highlight'>
     <mi>More&hellip;</mi>
    </maction>
   </mrow>
   <annotation encoding='Mathematica'>&quot;Further output of \\!\\(Graphics :: \\\&quot;realu\\\&quot;\\) will be suppressed during this calculation. \\!\\(\\*ButtonBox[\\\&quot;More\[Ellipsis]\\\&quot;, ButtonStyle-&gt;\\\&quot;RefGuideLinkText\\\&quot;, ButtonFrame-&gt;None, ButtonData:&gt;\\\&quot;General::stop\\\&quot;]\\)&quot;</annotation>
  </semantics>
 </mrow>
</math>
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_208.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_208.gif]"  width="858" height="696"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="Graphics">
 <img src="HTMLFiles/Lecture-12_209.gif" alt="[Graphics:HTMLFiles/Lecture-12_209.gif]"  width="858" height="331"  style="vertical-align:middle" />
</p>

<p class="CellLabel">
 Out[116]=
</p>



<p class="Output">
 <math xmlns='http://www.w3.org/1998/Math/MathML'>
 <mrow>
  <mo>&hybull;</mo>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mi>GraphicsArray</mi>
  <mo>&InvisibleTimes;</mo>
  <mo>&hybull;</mo>
 </mrow>
</math>
</p>

<hr />

<table><tr>
<td style='font-family: Helvetica; font-size: 10px; width: 100%'>Created by
 <a href="http://www.wolfram.com"><span style='font-style: italic'>Mathematica</span></a>
 &nbsp;(October 14, 2005)</td>
<td><img src='http://www.w3.org/Icons/valid-xhtml11.gif'
 alt='Valid XHTML 1.1!' height='31' width='88' /></td>
</tr></table>
</body>

</html>
