아래 곡면은 축을 중심으로 하는 원형 등위곡선을 가집니다. 주어진 직선들은 이 곡면과 평면의 오른쪽 절반이 만나서 생기는 것입니다. 이 곡면의 방정식을 구하세요.

영어 원문 보기
The surface below has circular level curves, centred along the -axis. The lines given are the intersection of the surface with the right half of the -plane. Give an equation for the surface.

정답·풀이 보기
등위곡선이 (평면에서) 원점을 중심으로 하는 원이므로, 가 상수일 때 방정식은 어떤 상수 에 대하여 꼴이다. 즉 방정식은 다음과 같은 꼴이다. 여기서 는 에만 의존하는 함수이다.
단면이 매우 대칭적이므로, 이 도형이 평면의 왼쪽과 만나는 부분도 알 수 있다: ( 일 때)이고 ( 일 때)이다. 아래는 이 곡면과 평면이 만나는 부분이다.

을 대입하면 방정식은 가 된다. 평면의 오른쪽을 보면 다음을 얻는다: . 즉,
간단한 확인: 에서 양변을 제곱할 때 또 다른 해 가 추가되었다. 그림과 달라지지 않았는지 확인해 보자.
이는 그림과 정확히 일치한다. 따라서 이 곡면의 방정식은 다음과 같다.
원본 교재 풀이(영어)
Since the level curves are circles centred at the origin (in the -plane), when is a constant, the equation will have the form for some constant. That is, our equation looks like where is a function depending only on .
Because our cross-sections are so nicely symmetric, we know the intersection of the figure with the left side of the -plane as well: (when ) and (when ). Below is the intersection of our surface with the plane.

Setting , our equation becomes . Looking at the right side of the plane, this should lead to: . That is:
A quick check: when we squared both sides of the equation in , we added another solution, . Let's make sure we haven't diverged from our diagram.
This matches our diagram eactly. So, all together, the equation of the surface is