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記事No.61078に関するスレッドです

接平面,法線 / meow
添付してある画像の(3)の解法がわかりません.

(1)
f_{x},f_{y}(偏微分)を求め,点(1,1,13/3)を代入
z-4x-4y+(11/3)=0

(2)
f_{x},f_{y}=0から停留点を求め,ヘッシアンで条件確認.
f_{xx}が2なることより,極大値が存在しない.
極小を取る座標は,(-1,1),(1/2,-1/2),極値はそれぞれ1/3,43/48

(3)
ここの問題の解き方がよく分かりませんでした.
曲面のx,yの法線ベクトルが2になるように考えていたのですが,うまく解けません.助言いただけると嬉しいです.

よろしくお願いします.

No.61078 - 2019/09/01(Sun) 03:00:05

Re: 接平面,法線 / X
これは(1)の過程と逆のことを行えばよいわけです。
つまり、

問題の平面のx,yの係数に注目すると
接点のx,y座標に対し
∂f/∂x=2 (A)
∂f/∂y=2 (B)
(A)(B)をx,yについての連立方程式として解き、
接点のx,y座標を求めます。
その結果をf(x,y)に代入し、接点のz座標を求めます。

No.61084 - 2019/09/01(Sun) 14:39:24

Re: 接平面,法線 / meow
回答ありがとうございます.
その方法で自分も解いているのですが,
x,yを求めた際に,(1,0),(3/2,-1/2),(0,1)が接点のxy座標として出てきます.そこでf(x,y)へ代入したところ,それぞれz=2,91/48,-2/3が求まります.
そのときのxyzを平面の式へ代入してbを求めると
b=0,-5/48,-8/3となります

ですがこれをgrapher等でプロットするとまったく接平面ではありません.
どこが間違っているのかわからないです...

No.61089 - 2019/09/01(Sun) 15:47:04

Re: 接平面,法線 / X
もしかして接平面の理解を間違えていませんか?

例えば3次関数のグラフでの接線はその接点以外に
接点でない交点を持つ場合がありますよね。
それと同様に曲面に対する接平面は
接点以外に(接点でない)交点、又は交線を持つ
ことがあります。

そうではなくて、求められた3点
(1,0,2),(3/2,-1/2,91/48),(0,1,-2/3)
が得られた接平面の接点になっていない
ということでしょうか?

No.61100 - 2019/09/01(Sun) 19:37:57

Re: 接平面,法線 / X
確認のため、計算をしてみましたが
3つの接点のうち
点(0,1,-2/3)

点(0,1,4/3)
の誤りでは?。

No.61101 - 2019/09/01(Sun) 20:43:36

Re: 接平面,法線 / meow
確認までありがとうございます.
その通りでした.(0,1,4/3)が正しいです.

>例えば3次関数のグラフでの接線はその接点以外に
>接点でない交点を持つ場合がありますよね。
>それと同様に曲面に対する接平面は
>接点以外に(接点でない)交点、又は交線を持つ
>ことがあります。

勘違いをしていました.根本からの理解が足りませんでした.
解決していただき感謝しています.

No.61103 - 2019/09/01(Sun) 22:01:16