방정식이
인 곡면에 접하는 수평 평면을 모두 구하세요.
이 곡면 위에서 의 최댓값과 최솟값은 각각 얼마입니까?
영어 원문 보기
Find all horizontal planes that are tangent to the surface with equation
What are the largest and smallest values of on this surface?
정답·풀이 보기
을 곡면 위의 임의의 점이라 하자. 에서 곡면에 수직인 벡터는
이다.
에서 곡면의 접평면이 수평이 될 필요충분조건은 이 벡터가 수직인 것이고, 이는 이 벡터의 성분과 성분이 모두 0인 것과 같으며, 이는 다시 다음과 같다.
이 점들에서 의 값은 각각 , , , , 이다. 따라서 수평인 접평면은 , , 이다. 곡면의 가장 높은 점과 가장 낮은 점에서는 접평면이 수평이다. 따라서 의 최댓값과 최솟값은 각각 과 이다.
원본 교재 풀이(영어)
Let be any point on the surface. A vector normal to the surface at is
The tangent plane to the surface at is horizontal if and only if this vector is vertical, which is the case if and only if its - and -components are zero, which in turn is the case if and only if
The values of at these points are , , , and , respectively. So the horizontal tangent planes are , and . At the highest and lowest points of the surface, the tangent plane is horizontal. So the largest and smallest values of are and , respectively.
한 번 더 — 비슷한 문제CLP-3 · 2.6절 · 20번우리말 번역
의 각 점 를 에 대응시키는 함수 를 생각하자.
(a) , 이고, 와 를 각각 측정할 때 크기 의 오차가 생긴다고 하자. 이로 인해 에 생길 수 있는 최대 오차를 어림하세요. (b) 함수 의 그래프는 안에 있고, 점 은 그 그래프 위에 있다. 그 점에서 그래프에 수직인 영벡터가 아닌 벡터를 하나 구하세요.
다 풀었으면 정답 확인
에서 의 1계 편도함수가 필요하다. 다음과 같다.
(a) 에서 의 선형 근사는 다음과 같다.
따라서 최대 오차는 대략 다음과 같다.
(b) 그래프의 방정식은 이다. 다음 벡터의 0이 아닌 임의의 상수배는
점 에서 에 수직이다.