라 하자.
(a) 점 에서 함수 의 선형 근사를 이용하여 의 값을 어림하세요. (b) 점 에서 의 그래프에 접하는 접평면이 평면 과 평행하도록 하는, 의 그래프 위의 점 를 구하세요.
영어 원문 보기
Let .
(a) Use a linear approximation of the function at to estimate . (b) Find a point on the graph of such that the tangent plane to the graph of at the point is parallel to the plane .
정답·풀이 보기
(a) 점 에서 의 선형 근사는 다음과 같다.
특히 , 일 때
이고, , 일 때
이다.
(b) 점 가 곡면 위에 있을 필요충분조건은
이다. 이에 따라 은 0이 아니어야 한다. 점 에서 곡면 의 접평면이 평면 과 평행할 필요충분조건은 이 그 접평면의 법선 벡터인 것이다. 즉, 0이 아닌 수 가 존재하여
이다. 좌표가 같으려면 는 이어야 한다. 그러면 좌표와 좌표가 같아야 하므로
이어야 한다. 이 방정식들로부터 와 는 모두 0이 아니다. 두 방정식을 서로 나누면 이므로 이다. 를 두 방정식 중 어느 하나에 대입하면
이다. 따라서 , 이고
이다.
원본 교재 풀이(영어)
(a) The linear approximation to at is
In particular, for and ,
and, for and ,
(b) The point is on the surface if and only if
Note that this forces to be nonzero. The tangent plane to the surface at the point is parallel to the plane if and only if is a normal vector for the tangent plane. That is, there is a nonzero number such that
For the –coordinates to be equal, must be . Then, for the – and –coordinates to be equal, we need
Note that these equations force both and to be nonzero. Dividing these equations gives and hence . Substituting into either of the two equations gives
So , and
한 번 더 — 비슷한 문제CLP-3 · 2.6절 · 26번우리말 번역
(a) 곡면 위의 점 에서의 접평면의 방정식을 구하세요. (b) 에 의해 가 음함수로 정의되어 있다고 하자. 점 에서 의 값을 구하세요. (c) 를 (ii)에서와 같이 방정식 으로 정의되는 같은 음함수라고 하자. , 일 때, 의 근삿값을 구하세요.
다 풀었으면 정답 확인
(a) 이 곡면의 방정식은 이다. 따라서 점 에서 곡면의 법선 벡터는
이다. 그러므로 접평면의 방정식은
이다.
(b) 함수 는 모든 와 에 대해
을 만족한다. 이 등식을 에 대해 미분하면
을 얻는다. 에서의 값을 구하면
이다.
(c) 근방에서 선형 근사를 이용하면
이므로
이다.