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求曲面z=x*x+y*y在点(3,4,25)处的切平面方程和法线方程

2月前
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要求曲面 z=x2+y2z = x^2 + y^2 在点 (3,4,25)(3, 4, 25) 处的切平面方程和法线方程,我们首先需要求出该曲面在给定点的法向量。根据微积分的知识,曲面在某点的法向量可以通过求函数的梯度来获得。

首先,我们设 F(x,y,z)=zx2y2=0F(x, y, z) = z - x^2 - y^2 = 0,这样曲面 z=x2+y2z = x^2 + y^2 就可以表示为 F(x,y,z)=0F(x, y, z) = 0 的形式。接下来,我们求函数 FF 关于 xxyyzz 的偏导数:

Fx=2x,Fy=2y,Fz=1F_x = -2x, \quad F_y = -2y, \quad F_z = 1

在点 (3,4,25)(3, 4, 25) 处,梯度 F\nabla F 为:

F(3,4,25)=(23,24,1)=(6,8,1)\nabla F(3, 4, 25) = (-2 \cdot 3, -2 \cdot 4, 1) = (-6, -8, 1)

这个向量 (6,8,1)(-6, -8, 1) 就是曲面在点 (3,4,25)(3, 4, 25) 处的法向量,同时也是切平面的法向量。

有了法向量,我们可以写出切平面方程。切平面方程的一般形式是 Ax+By+Cz+D=0Ax + By + Cz + D = 0,其中 (A,B,C)(A, B, C) 是法向量,DD 是常数。将法向量和点 (3,4,25)(3, 4, 25) 代入,我们得到:

6(x3)8(y4)+1(z25)=0-6(x - 3) - 8(y - 4) + 1(z - 25) = 0 6x+8yz39=06x + 8y - z - 39 = 0

这就是曲面 z=x2+y2z = x^2 + y^2 在点 (3,4,25)(3, 4, 25) 处的切平面方程。

法线方程则是通过将切平面方程中的 xxyy 固定,解出 zz 来得到的。例如,如果我们固定 x=3x = 3y=4y = 4,那么法线方程就是:

z=63+8439z = 6 \cdot 3 + 8 \cdot 4 - 39 z=25z = 25

因此,曲面 z=x2+y2z = x^2 + y^2 在点 (3,4,25)(3, 4, 25) 处的法线方程是 z=25z = 2512346789

你觉得结果怎么样?
曲面z=x^2+y^2在点(3,4,25)的切线方程
曲面z=x^2+y^2的梯度向量
曲面z=x^2+y^2的法向量
点(3,4,25)处的切平面方程
曲面z=x^2+y^2的一阶偏导数
曲面z=x^2+y^2的几何意义

以上内容由AI搜集生成,仅供参考

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