연습문제 27–30에서 주어진 값에서의 곡률반지름을 구하세요.
, 일 때
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In Exercises 27–30 , find the radius of curvature at the indicated value.
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문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 벡터와 공간
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연습문제 27–30에서 주어진 값에서의 곡률반지름을 구하세요.
, 일 때
In Exercises 27–30 , find the radius of curvature at the indicated value.
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연습문제 31–34에서 주어진 의 값에서 곡선의 접촉원의 방정식을 구하세요.
, 일 때
In Exercises 31–34 , find the equation of the osculating circle to the curve at the indicated -value.
, at
연습문제 31–34에서 주어진 의 값에 대해 곡선의 접촉원의 방정식을 구하세요.
, 일 때
In Exercises 31–34 , find the equation of the osculating circle to the curve at the indicated -value.
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연습문제 31–34에서 주어진 의 값에 대해 곡선의 접촉원의 방정식을 구하세요.
, 일 때
In Exercises 31–34 , find the equation of the osculating circle to the curve at the indicated -value.
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연습문제 31–34에서 주어진 의 값에 대해 곡선의 접촉원의 방정식을 구하세요.
, 일 때
In Exercises 31–34 , find the equation of the osculating circle to the curve at the indicated -value.
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에서 다음을 만족하는 모든 점 의 집합을 설명하세요.
(a) (b)
Describe the set of all points in that satisfy
(a) (b)
(a) 점 가 를 만족하는 것은 를 만족하는 것과 필요충분조건이고, 이는 와 같다. 은 에서 까지의 거리이므로, 점이 주어진 방정식을 만족하는 것은 으로부터의 거리가 3인 것과 필요충분조건이다. 따라서 구하는 집합은 을 중심으로 하고 반지름이 3인 구이다.
(b) (a)와 같이, 인 것은 인 것과 필요충분조건이다. 따라서 점이 주어진 부등식을 만족하는 것은 으로부터의 거리가 3보다 엄밀히 작은 것과 필요충분조건이다. 구하는 집합은 을 중심으로 하고 반지름이 3인 구의 내부이다.
(a) The point satisfies if and only if it satisfies , or equivalently . Since is the distance from to , our point satisfies the given equation if and only if its distance from is three. So the set is the sphere of radius 3 centered on .
(b) As in part (a), if and only if . Hence our point satifies the given inequality if and only if its distance from is strictly smaller than three. The set is the interior of the sphere of radius 3 centered on .
에서 다음을 만족하는 모든 점 의 집합을 설명하고 그래프를 그리세요.
(a) (b) (c) (d) (e)
Describe and sketch the set of all points in that satisfy
(a) (b) (c) (d) (e)
(a) 는 직선이고 두 점 과 을 지난다. 따라서 원점을 지나고 축 및 축과 의 각을 이루는 직선이다. 아래 왼쪽 그림에 그려져 있다.


(b) 은 두 점 과 을 지나는 직선이다. 위 오른쪽 그림에 그려져 있다.
(c) 은 에서 까지의 거리의 제곱이다. 따라서 는 중심이 이고 반지름이 2인 원이다. 아래 왼쪽 그림에 그려져 있다.


(d) 방정식 는 과 같다. 은 에서 까지의 거리의 제곱이므로, 은 중심이 이고 반지름이 1인 원이다. 위 오른쪽 그림에 그려져 있다.
(e) (d)와 같이,
이다. 은 에서 까지의 거리의 제곱이므로, 은 로부터의 거리가 보다 엄밀하게 작은 점들의 집합이다. 즉, 중심이 이고 반지름이 1인 원의 엄밀하게 안쪽에 있는 점들의 집합이다. 이 집합은 아래 그림에서 색칠한 부분(점선으로 그린 원은 포함하지 않음)이다.

(a) is a straight line and passes through the points and . So it is the straight line through the origin that makes an angle with the – and –axes. It is sketched in the figure on the left below.


(b) is the straight line through the points and . It is sketched in the figure on the right above.
(c) is the square of the distance from to . So is the circle with centre and radius 2. It is sketched in the figure on the left below.


(d) The equation is equivalent to . As is the square of the distance from to , is the circle with centre and radius 1. It is sketched in the figure on the right above.
(e) As in part (d),
As is the square of the distance from to , is the set of points whose distance from is strictly less than . That is, it is the set of points strictly inside the circle with centre and radius 1. That set is the shaded region (not including the dashed circle) in the sketch below.

다음 조건을 만족하는 의 모든 점 의 집합을 설명하세요. 그 집합 중 제1팔분공간에 있는 부분의 그래프를 그리세요.
(a) (b) (c) (d) , (e) (f)
Describe the set of all points in that satisfy the following conditions. Sketch the part of the set that is in the first octant.
(a) (b) (c) (d) , (e) (f)
(a) 고정된 각 에 대해 은 평면 위에 놓인 직선이다. (이 평면은 축과 축을 포함하는 평면과 평행하며, 그 평면으로부터의 거리가 이다.) 이 직선은 인 점을 지나고 평면과 의 각을 이룬다. 이러한 직선( 인 경우)을 아래 그림에 그렸다. 집합 는 의 모든 값에 대한 직선 들의 합집합이다. 가 변함에 따라 은 축을 포함하고 평면과 의 각을 이루는 평면을 훑는다. 다음은 이 평면 중 제1팔분공간에 있는 부분의 그래프이다.

(b) 은 세 점 , , 을 지나는 평면이다. 다음은 이 평면 중 제1팔분공간에 있는 부분의 그래프이다.

(c) 은 에서 까지의 거리의 제곱이다. 따라서 는 으로부터의 거리가 인 점들의 집합이다. 이것은 중심이 이고 반지름이 2인 구이다. 다음은 이 구 중 제1팔분공간에 있는 부분의 그래프이다.

(d) , 은, 즉 , 은, 평면 과 중심이 이고 반지름이 2인 구의 교집합이다. 이것은 평면 위에 있고 중심이 이며 반지름이 인 원이다. 이 원 중 제1팔분공간에 있는 부분은 다음 그림에서 굵게 표시된 사분원이다.

(e) 고정된 각 에 대해 , 은 평면 위에 있고 중심이 이며 반지름이 인 원이다. 따라서 는 의 모든 가능한 값에 대한 들의 합집합이다. 이것은 수평인 원들이 수직으로 쌓인 것이며, 축을 중심축으로 하고 반지름이 인 원기둥이다. 다음은 이 원기둥 중 제1팔분공간에 있는 부분의 그래프이다.

(f) 고정된 각 에 대해 곡선 은 평면 위에 있고 중심이 이며 반지름이 인 원이다. 은 의 모든 가능한 값에 대한 들의 합집합이므로, 수평인 원들이 수직으로 쌓인 것이다. 이 곡면과 평면의 교선은 포물선 이다. 다음은 이 포물면 중 제1팔분공간에 있는 부분의 그래프이다.

(a) For each fixed , is a straight line that lies in the plane, (which is parallel to the plane containing the and axes and is a distance from it). This line passes through and makes an angle with the –plane. Such a line (with ) is sketched in the figure below. The set is the union of all the lines with all values of . As varies sweeps out the plane which contains the –axis and which makes an angle with the –plane. Here is a sketch of the part of the plane that is in the first octant.

(b) is the plane through the points , and . Here is a sketch of the part of the plane that is in the first octant.

(c) is the square of the distance from to . So is the set of points whose distance from is . It is the sphere with centre and radius 2. Here is a sketch of the part of the sphere that is in the first octant.

(d) , or equivalently , , is the intersection of the plane with the sphere of centre and radius 2. It is a circle in the plane that has centre and radius . The part of the circle in the first octant is the heavy quarter circle in the sketch

(e) For each fixed , , is a circle in the plane with centre and radius . So is the union of for all possible values of . It is a vertical stack of horizontal circles. It is the cylinder of radius centered on the –axis. Here is a sketch of the part of the cylinder that is in the first octant.

(f) For each fixed , the curve is the circle in the plane with centre and radius . As is the union of for all possible values of , it is a vertical stack of horizontal circles. The intersection of the surface with the –plane is the parabola . Here is a sketch of the part of the paraboloid that is in the first octant.

를 점 이라 하자.
(a) 에서 평면까지의 거리를 구하세요. (b) 에서 평면까지의 거리를 구하세요. (c) 에서 축 위의 점 까지의 거리를 구하세요. (d) 축 위의 점 중 에 가장 가까운 점을 구하세요. (e) 에서 축까지의 거리는 얼마인지 구하세요.
Let be the point .
(a) Find the distance from to the -plane. (b) Find the distance from to the -plane. (c) Find the distance from to the point on the -axis. (d) Find the point on the -axis that is closest to . (e) What is the distance from to the -axis?
(a) 임의의 점의 좌표는 그 점에서 평면까지의 부호 있는 거리이다. 따라서 에서 평면까지의 거리는 이다.
(b) 임의의 점의 좌표는 그 점에서 평면까지의 부호 있는 거리이다. 따라서 에서 평면까지의 거리는 이다.
(c) 에서 까지의 거리는
이다.
(d) 이므로 거리 은 일 때 최소이다. 다른 방법으로,
이다. 따라서 축 위의 점 중 에 가장 가까운 점은 이다.
(e) 이 축 위의 점 중 에 가장 가까운 점이므로, 에서 축까지의 거리는
이다.

(a) The coordinate of any point is the signed distance from the point to the -plane. So the distance from to the -plane is .
(b) The coordinate of any point is the signed distance from the point to the -plane. So the distance from to the -plane is .
(c) The distance from to is
(d) Since , the distance is minimized when . Alternatively,
So the point on the -axis that is closest to is .
(e) As is the point on the -axis that is nearest , the distance from to the -axis is

임의의 삼각형을 생각하자. 한 꼭짓점이 원점에 있고 두 번째 꼭짓점이 양의 축 위에 있도록 좌표계를 잡는다. 두 번째 꼭짓점의 좌표를 , 세 번째 꼭짓점의 좌표를 라 하자. 외접원(세 꼭짓점을 모두 지나는 원)을 구하세요.
Consider any triangle. Pick a coordinate system so that one vertex is at the origin and a second vertex is on the positive –axis. Call the coordinates of the second vertex and those of the third vertex . Find the circumscribing circle (the circle that goes through all three vertices).
외접원의 중심을 라 하자. 이 중심은 세 꼭짓점에서 같은 거리에 있어야 한다. 따라서
이고, 같은 세 식에서 각각 을 빼면
이다. 이로부터
를 얻는다.
반지름은 꼭짓점 에서 중심 까지의 거리이므로 이다.
Call the centre of the circumscribing circle . This centre must be equidistant from the three vertices. So
or, subtracting from the three equal expressions,
which implies
The radius is the distance from the vertex to the centre , which is .
어떤 곡면이 다음을 만족하는 모든 점 로 이루어져 있다. 에서 점 까지의 거리가 에서 평면 까지의 거리와 같다. 이 곡면의 방정식을 구하고, 그래프를 그린 다음 말로 설명하세요.
A certain surface consists of all points such that the distance from to the point is equal to the distance from to the plane . Find an equation for the surface, sketch and describe it verbally.
에서 점 까지의 거리는 이다. 에서 주어진 평면까지의 거리는 이다. 따라서 곡면의 방정식은
이다. 이 곡면 위의 모든 점은 이다. 곡면 위의 점 중 의 값이 고정된 값 인 점들의 집합은 축 위에 중심이 있고, 평면과 평행하며, 반지름이 인 원이다. 이 곡면은 이러한 원들을 쌓아 놓은 모양으로, 원점의 한 점에서 시작하여 위로 갈수록 반지름이 증가한다. 이 곡면은 포물면이며 아래 그림과 같다.

The distance from to the point is . The distance from to the specified plane is . Hence the equation of the surface is
All points on this surface have . The set of points on the surface that have any fixed value, , of consists of a circle that is centred on the –axis, is parallel to the -plane and has radius . The surface consists of a stack of these circles, starting with a point at the origin and with radius increasing vertically. The surface is a paraboloid and is sketched below.

으로부터의 거리가 으로부터의 거리의 2배인 모든 점 의 집합이 구임을 보이세요. 이 구의 중심과 반지름을 구하세요.
Show that the set of all points that are twice as far from as from is a sphere. Find its centre and radius.
를 에 속하는 점이라 하자. 에서 까지의 거리와 까지의 거리는 각각
이다. 에 속하려면 는 다음을 만족해야 한다.
이것은 을 중심으로 하고 반지름이 3인 구이다.
Let be a point in . The distances from to and to are
respectively. To be in , must obey
This is a sphere of radius 3 centered on .
점 에서의 압력 는 0 이상이며 방정식 으로 정해진다. 등압선 몇 개를 그래프로 그리세요. 등압선은 어떤 상수 에 대하여 방정식 로 나타내어지는 곡선이다.
The pressure at the point is at least zero and is determined by the equation . Sketch several isobars. An isobar is a curve with equation for some constant .
고정된 각 에 대하여 등압선 는 곡선 , 즉 이다. 이것은 중심이 이고 반지름이 인 원이다. 다음은 일 때의 등압선 를 그린 그래프이다.

For each fixed , the isobar is the curve , or equivalently, . This is a circle with centre and radius . Here is a sketch of the isobars with .

, 라 하자. , 의 값을 구하고 그림으로 나타내세요.
Let and . Evaluate and sketch and .
주어진 점들이 한 직선 위에 있는지(즉, 공선인지) 판단하세요.
(a) (b)
Determine whether or not the given points are collinear (that is, lie on a common straight line)
(a) (b)
세 점이 한 직선 위에 있으면, 첫째 점에서 둘째 점으로 향하는 벡터와 첫째 점에서 셋째 점으로 향하는 벡터는 모두 그 직선과 평행하므로 서로 평행해야 한다(즉, 서로의 배수여야 한다).

(a) 벡터 과 은 평행하지 않으므로(즉, 서로의 배수가 아니므로) 세 점은 한 직선 위에 있지 않다.
(b) 벡터 과 은 평행하므로(즉, 서로의 배수이므로) 세 점은 한 직선 위에 있다.
If three points are collinear, then the vector from the first point to the second point, and the vector from the first point to the third point must both be parallel to the line, and hence must be parallel to each other (i.e. must be multiples of each other).

(a) The vectors and are not parallel (i.e. are not multiples of each other), so the three points are not on the same line.
(b) The vectors and are parallel (i.e. are multiples of each other), so the three points are on the same line.
라 하자. 와 위로의 의 정사영을 구하세요.
Let . Compute the projection of on and .
세 꼭짓점이 , 인 삼각형은 직각을 가지고 있나요?
Does the triangle with vertices and have a right angle?
에서 로 향하는 벡터는 이다. 에서 로 향하는 벡터는 이다. 이 두 벡터의 내적은 이므로 두 벡터는 수직이고, 따라서 이 삼각형은 직각을 가진다.
The vector from to is . The vector from to is . The dot product between these two vectors is , so the vectors are perpendicular and the triangle does contain a right angle.
벡터 와 로 결정되는 평행사변형의 넓이가 임을 보이세요.

Show that the area of the parallelogram determined by the vectors and is .

평행사변형의 넓이는 밑변의 길이와 높이의 곱이다.

밑변을 로 잡을 수 있다. 그러면 가 변 와 사이의 각일 때, 높이는 이다. 따라서
The area of a parallelogram is the length of its base time its height.

We can choose the base to be . Then, if is the angle between its sides and , its height is . So
벡터 , 로 정해지는 평행육면체의 부피가
임을 보이세요.

Show that the volume of the parallelepiped determined by the vectors and is

평행육면체의 부피는 밑면의 넓이와 높이의 곱이다. 밑면을 벡터 와 로 정해지는 평행사변형으로 잡을 수 있다. 이 밑면의 넓이는 이다. 벡터 는 밑면에 수직이다.

와 밑면에 수직인 벡터 가 이루는 각을 라 하자. 평행육면체의 높이는 이다. 따라서
The volume of a parallelepiped is the area of its base time its height. We can choose the base to be the parallelogram determined by the vectors and . It has area . The vector is perpendicular to the base.

Denote by the angle between and the perpendicular . The height of the parallelepiped is . So
다음이 성립함을 직접 계산하여 확인하세요.
(a) , , (b)
Verify by direct computation that
(a) , , (b)