多元微分应用(七队)P27-32

1.<1>.解:在点(1/2,2,1)处t=1,所以t=1时切向量为:

 

* 此处的切线方程为:  

法平面方程为:

<2>   

:曲线在 处切向量为:

 

* 此处的切线方程为:

* 法平面方程为:

<3>

:  曲面在处的法向量为.

    处的法向量为

*

* 曲线在处的切线为:

      

 

<4>

:     ,的法向量分别为:     

      

*

*处曲线切线为:  

法平面为: 

P27

2

  解:平面的法向量为:{1,2,1}

      则 有:  ; =2t ; =3;

即有1×1+2t×2+3×1=0

解之得 t=-1  或t=-

该点为 (-1,1,-1)或(-,-

3

解: ==

常数

P28   4

(1)                   解:e-z+xy-3;

n=()=(y,x ,e-1)

n=(1,2,0)

     故切平面为:(x-2+2(y-1)=0

         x-2+2y-2=0

         x+2y=4

法线方程:

   2) 解:z-

         n=()=() 

       n=(-1)

       切平面为:-x-1+y-1+(z-)=0

                y-x+2z=

     故 法线为:

(3)解: n=()=[(1+),-1,-]

  n=(2,-1,-1)

故 切平面为:2x-2-y+1-z+1=0

         即:2x-y-2=0

 法线为:

                    

5,在曲面z=xy上求一点,使该点处法线垂直于平面x+3y+z+9=0.

解:法向量(1,3,1)

n=(Fx,Fy.Fz)=(y,x,-1)

y/1=x/3=-1/1       y=-1,x=-3

* 该点为(-3,-1,3)

6.证明曲面 (a>0)上任一点处切平面与坐标平面形成的四面体体积为定值。

n=(Fx,Fy,Fz)=(yz,xz,xy)

切平面

xoy坐标面     

yoz坐标面     

xoz坐标面     

P29 1

(1)              :

     *

  得:

又因为

     

     

 所以A=2e,B=0,C=2e

所以在点(1/2,-1)处有极小值Z=-e/2

(2)

:

  所以令

  

  

所以A=4/5,B=1,C=5且

   所以在(5,2)处有极小值Z=30.

(3)

   解:

 

 

所以

所以Z在处有极大值.

 

2.

<1>解:

x=-1代入方程f(x,y)=1-2x-3 (1<=y<=2)

最小y=I时,最大y=2时,分别对应z=2,z=9

y=1代入 =+2x+3=(2x+1+2  [x(-1,2)]

最小z=2,最大z=11.

Y=-x+代入  =+2x(-x+)+3(-x+ (-1,2)

最小Z=最大 z=11比较得,最大 z=11,最小z=2.

<2>

解:f(x,y)=1+xy-x-y

f(1,1)=0,f(-,)=

f(-2,4)=-9,f(2,4)=3

所以最大f(x,y)=-9最小f(x,y)=3

<3>

解:02

所以,最大f()=(-1)=- -

最小f()=

f(0,0)==1

所以,最大f(x,y)=-

最小f(x,y)=1

3.

设平面上有三点P1(0,0),P2(1,0),P3(0,1),在三角形P1P2P3的闭区域D上求出到这三点距离平方和为最大和最小的点。

解:设D中点坐标为(x,y),考查F(x,y)=x+ y+ (y-1)+( x-1)+ y+x=3 x+

+ 3y-2x-2y+2

要求0x+y1, x0,y0所围的区域中求出最大最小值.

先求出驻点,再求边界和端点

x+y=1,0x1;y=0;x=0;

x=0, 0y1

最大值在(0,1),(1,0)达到最小值在(1/3,1/3)达到.

4

从斜边为L的直角三角形求出周长最大的.

:设一直角边x,其周长

S(x)=x++l,0<x<l

ds/dx=0得x=l,

由于在边界x=0,x=l处

知最大值在 x=  l,y=l,   达到S(x)max=(1+)l

5.

一个体积为2的有盖长方体,问长宽高为多少时用料最省.

:设长宽高为x,y,z

xyz=2,z=2/xy

表面积S=2(xy+y*2/xy+x*2/xy)=2(xy+2/x+2/y)    (x>0,y>0)

设在点(x,y)取最小值

A y=2(x-)=0,   A x=2(y-)=0,     得x=y=  即x=y=z=时最省

6. 将周长为2P的巨型绕它的一边旋转,问矩形各边为多少时,可得圆柱的体积最大?

解:设矩型一边长为a。

   V=л=лaP-2лл

   以a为变量,对V求导。

   л=0

   得a=

   所以,高是 , 底面半径是P。

 7. 在第一卦限作椭球面的切面,求使切平面和三坐标面所围成的体积最小的点。

    解:法方向。法平面:

        再三坐标轴上的交点:

        写出四面体的体积:

        条件:下求使V最小的(x,y,z)

       

                              得: