在曲面27xy2z3=4上求切平面,使它在三个坐标轴上的截距相等

问题描述:

在曲面27xy2z3=4上求切平面,使它在三个坐标轴上的截距相等

在曲面27xy²z³=4上求切平面,使它在三个坐标轴上的截距相等
设F(x,y,z)=27xy²z³-4=0,M(x₀,y₀,z₀)是该曲面上的一点.
∂F/∂x=27y²z³; ∂F/∂y=54xyz³; ∂F/∂z=81xy²z²;那么过M的切平面方程为:
27y₀²z₀³(x-x₀)+54x₀y₀z₀³(y-y₀)+81x₀y₀²z₀²(z-z₀)=0
化简得y₀z₀(x-x₀)+2x₀z₀(y-y₀)+3x₀y₀(z-z₀)=0
即有y₀z₀x+2x₀z₀y+3x₀y₀z-6x₀y₀z₀=0.(1)
令y=0,z=0,得切平面在x轴上的截距x=6x₀;
令x=0,z=0,得切平面在y轴上的截距y=3y₀;
令x=0,y=0,得切平面在z轴上的截距z=2z₀.
已知6x₀=3y₀=2z₀=a,故x₀=a/6,y₀=a/3,z₀=a/2;代入曲面方程得:
27(a/6)(a/3)²(a/2)³=27a⁶/(6×9×8)=4
由此得a⁶=4×6×9×8/27=64,故得a=2.
∴x₀=1/3;y₀=2/3;z₀=1.代入(1)式即得在三个坐标轴的截距都相等的切平面方
程为:(2/3)x+(2/3)y+(2/3)z-4/3=0
化简得x+y+z-2=0为所求.那么过M的切平面方程为:27y₀²z₀³(x-x₀)+54x₀y₀z₀³(y-y₀)+81x₀y₀²z₀²(z-z₀)=0请问一下 这个是为什么?请看一下高数教材“曲面的切平面及法线”一节好吗?这是一个公式,死套而已!要我详加解释,可能又臭又长,还是免了吧!