高等数学黄立宏第三版习题九课后答案.docx
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高等数学黄立宏第三版习题九课后答案
习题九
1.求下曲线在给定点的切线和法平面方程:
(1)x=asin2t,y=bsintcost,z=ccos2t,点
;
(2)x2+y2+z2=6,x+y+z=0,点M0(1,-2,1);
(3)y2=2mx,z2=m-x,点M0(x0,y0,z0).
解:
曲线在点
的切向量为
当
时,
切线方程为
.
法平面方程为
即
.
(2)联立方程组
它确定了函数y=y(x),z=z(x),方程组两边对x求导,得
解得
在点M0(1,-2,1)处,
所以切向量为{1,0,-1}.
故切线方程为
法平面方程为
1(x-1)+0(y+2)-1(z-1)=0
即x-z=0.
(3)将方程y2=2mx,z2=m-x两边分别对x求导,得
于是
曲线在点(x0,y0,z0)处的切向量为
故切线方程为
法平面方程为
.
2.t(0x=t-sint,y=1-cost,z=4sin
在相应点的切线垂直于平面
,并求相应的切线和法平面方程。
解:
在t处切向量为
已知平面的法向量为
.
且
∥
故
解得
,相应点的坐标为
.且
故切线方程为
法平面方程为
即
.
3.证明:
螺旋线x=acost,y=asint,z=bt的切线与z轴形成定角。
证明:
螺旋线的切向量为
.
与z轴同向的单位向量为
两向量的夹角余弦为
为一定值。
故螺旋线的切线与z轴形成定角。
4.指出曲面z=xy上何处的法线垂直于平面x-2y+z=6,并求出该点的法线方程与切平面方程。
解:
zx=y,zy=x.
曲面法向量为
.
已知平面法向量为
.
且
∥
,故有
解得x=2,y=-1,此时,z=-2.
即(2,-1,-2)处曲面的法线垂直于平面,且在该点处的法线方程为