求球面x2+y2+z2=9/4与椭球面3x2+(y-1)2+z2=17/4交线上对应于x=1的点处的切线方程与法平面方程.

admin2023-03-22  23

问题 求球面x2+y2+z2=9/4与椭球面3x2+(y-1)2+z2=17/4交线上对应于x=1的点处的切线方程与法平面方程.

选项

答案先求出曲线上对应于x=1的点的坐标P1(1,1/2,1)和P2(1,1/2,-1),令F(x,y,z)=x2+y2+z2-[*],G(x,y,z)=3x2+(y-1)2+z2-[*] 解法1 由方程组[*]确定了两个隐函数y=y(x),z=z(x).以x为参数可设交线的参数方程为[*]在方程组[*]的两端对x求导,得 [*] 代入点P1(1,1/2,1)的坐标,得dy/dx=2,dz/dx=-2.过点P1(1,1/2,1)的切线方程为[*]法平面方程为x+2y-2z=0.代入点P2(1,1/2,-1)的坐标,得dx/dy=2,dz/dx=2.过点P2(1,1/2,-1)的切线方程为[*],法平面方程为x+2y+2z=0. 解法2 交线方程为[*],从而 [*] 将P1(1,1/2,1)代入,求得曲线在该点切向量为(4,8,-8),所以过点P1(1,1/2,1)的切线方程为 [*] 法平面方程为 x+2y-2z=0; 将P2(1,1/2,-1)代入,求得曲线在该点切向量为(-4,-8,-8),所以过点P2(1,1/2,-1)的切线方程为 [*] 法平面方程为 x+2y+2z=0.

解析
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