高数空间解析几何与向量代数问题:求抛物线z=1+x^2+y^2的一个切平面

使它与抛物线及圆柱面(x-1)^2+y^2=1所围成的立体的体积最小,并求出最小的体积,写出所求切平面方程
我的思路是这样的:
设切点为(a,b,c),F(x,y,z)=1+x^2+y^2-z
Fx=2x Fy=2y Fz=-1
法线向量=(2a,2b,-1)
切平面方程为(x-a)2a+(y-b)2b-(z-c)=0
-π/2≤θ≤π/2 0≤ρ≤2cosθ
根据切平面方程和抛物面方程,得2aρcosθ+2bρsinθ-2a^2-2b^2+c≤z≤1+ρ^2
V=∫∫∫dv……之后的步骤就不写了
我觉得思路好像没什么错 不过我在算的时候很麻烦 我没算下去
比如说那个z的范围好长一串啊 是不是我哪里算的不对
还是有简单的方法?谢谢了

令f(x,y,z)=x^2+y^2-z,则f`x|(1,2,5)=2x|(1,2,5)=2,f`y|(1,2,5)=2y|(1,2,5)=4,f`z|(1,2,5)=-1|(1,2,5)=-1,故这一点的法向量为(2,4,-1),切平面为2(x-1)+4(y-2)-(z-5)=0。

求法是在平面内找两个不共线的向量,待求的法向量与这两个向量各做数量积为零就可以确定出法向量了,为方便运算,提取公因数,若其中含有未知量x,为x代值即可得到一个最简单的法向量。

扩展资料:

注意事项:

实数λ叫做向量a的系数,乘数向量λa的几何意义就是将表示向量a的有向线段伸长或压缩。

当∣λ∣>1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上伸长为原来的∣λ∣倍。

当∣λ∣<1时,表示向量a的有向线段在原方向(λ>0)或反方向(λ<0)上缩短为原来的∣λ∣倍。

数乘向量的消去律:如果实数λ≠0且λa=λb,那么a=b,如果a≠0且λa=μa,那么λ=μ。

参考资料来源:百度百科-向量

参考资料来源:百度百科-切平面

参考资料来源:百度百科-抛物线

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第1个回答  2021-07-16

答案:这一点的法向量为(2,4,-1),切平面为2(x-1)+4(y-2)-(z-5)=0。

令f(x,y,z)=x^2+y^2-z,

则f`x|(1,2,5)=2x|(1,2,5)=2,

f`y|(1,2,5)=2y|(1,2,5)=4,f`z|(1,2,5)=-1|(1,2,5)=-1,

例如:

过直线x-5y-16=0,2y-z+6=0的平面方程可设为

x-5y-16+a(2y-z+6)=0,

将点M(2,-3,1)带入上式,有

0=2+15-16+a(-6-1+6), a=1,

所以,所求平面方程为 0=x-5y-16+2y-z+6=x-3y-z-10

共同点:

①原点在抛物线上,离心率e均为1 ②对称轴为坐标轴;

③准线与对称轴垂直,垂足与焦点分别对称于原点,它们与原点的距离都等于一次项系数的绝对值的1/4

不同点:

①对称轴为x轴时,方程右端为±2px,方程的左端为y^2;对称轴为y轴时,方程的右端为±2py,方程的左端为x^2;

②开口方向与x轴(或y轴)的正半轴相同时,焦点在x轴(y轴)的正半轴上,方程的右端取正号;开口方向与x(或y轴)的负半轴相同时,焦点在x轴(或y轴)的负半轴上,方程的右端取负号。

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第2个回答  2011-07-02
你的思路完全是对的,只需要耐心的算下去就是了。本回答被提问者采纳
第3个回答  2011-07-02
试求切平面、抛物面与柱面三个面围成的立体体积吗?追问

嗯。是的。

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