Normallinje til tangentplan

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderators: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Post Reply
krje1980
Leibniz
Leibniz
Posts: 964
Joined: 04/04-2009 20:55

Gitt flaten F: 2(x^2) + 3(y^2) - (z^2) = 1

a) Finn likningen for tangentplanet til flaten i punktet P: (1, 1, -2).

b) Finn alle punkt på F der normallinjen til tangentplanet går gjennom origo.

OK, a) får jeg til uten problemer:

Grad (x,y,z) = 4xi + 6yj - 2zk

Ligningen for planet blir: 4(x - 1) +6 (y -1) -2(z +2)

Eller: 4x + 6y -2z = 6


b) stod jeg imidlertid fast på, så til slutt så jeg i fasiten. Men jeg forstår ikke logikken i hva fasiten skriver. Det står:

Skal ha 4xi + 6yj - 2zk = c(xi + yj + zk). Hvis x

[symbol:ikke_lik] 0 må c = 4 og y = z = 0. Dette gir punktene ( [symbol:plussminus] 1/ [symbol:rot] 2, 0, 0). Analogt finner vi punktene (0, [symbol:plussminus] 1/ [symbol:rot] 3, 0) og dette er de eneste punktene da den gitte F ikke har noen løsning med z [symbol:plussminus] 0 og samtidig x = y = 0.

OK. Jeg ser jo det at dersom man setter c = 4, y = 0 og z= 0, eller c= 6, x = 0, z = 0 vil man få de gitte punktene. Jeg ser også at vi ikke har noen løsning for x = y = 0 ettersom vi da får (z^2) = -1. Men hva er logikken i at man løser oppgaven på denne måten? Hva er tankegangen i at man setter gradienten lik c(xi + yj + zk), og så resonnerer slik man har gjort i oppgaven? Jeg kan selvsagt pugge denne fremgangsmåten for å huske det i fremtiden, men jeg har lyst til å forstå hvorfor man gjør det man gjør. Mao - hvorfor gir denne fremgangsmåten de punktene hvor normallinjen til tangentplanet går gjennom origo?
krje1980
Leibniz
Leibniz
Posts: 964
Joined: 04/04-2009 20:55

Ingen som kan gi meg en liten forklaring på dette? Som sagt, det eneste jeg egentlig lurer på er hvorfor man i b) setter opp at:

4xi + 6yj - 2zk = c(xi + yj + zk).

Alle utregningene som gjøres i kjølvannet av dette er jeg med på. Jeg ville imidletid satt veldig, veldig stor pris på om noen kunne forklart enkelt og pedagogisk hvorfor man starter oppgaven slik.
Gustav
Tyrann
Tyrann
Posts: 4563
Joined: 12/12-2008 12:44

Ved å betrakte flaten i rommet som en av nivåflatene til en 3-dimensjonal "flate" i et 4-dimensjonalt rom, si F(x,y,z)=w med[tex] F(x,y,z)=2x^2 + 3y^2 - z^2[/tex], vil jo grad(F) evaluert i punktet (x,y,z) peke parallelt med normalvektoren til tangentplanet til nivåflata i det samme punktet. For at denne skal gå gjennom origo må grad(F) være parallell med posisjonsvektoren til dette punktet, altså må [tex]grad(F)(x,y,z)=c(x\vec{i}+y\vec{j}+z\vec{k}) [/tex]
krje1980
Leibniz
Leibniz
Posts: 964
Joined: 04/04-2009 20:55

plutarco wrote:Ved å betrakte flaten i rommet som en av nivåflatene til en 3-dimensjonal "flate" i et 4-dimensjonalt rom, si F(x,y,z)=w med[tex] F(x,y,z)=2x^2 + 3y^2 - z^2[/tex], vil jo grad(F) evaluert i punktet (x,y,z) peke parallelt med normalvektoren til tangentplanet til nivåflata i det samme punktet. For at denne skal gå gjennom origo må grad(F) være parallell med posisjonsvektoren til dette punktet, altså må [tex]grad(F)(x,y,z)=c(x\vec{i}+y\vec{j}+z\vec{k}) [/tex]
Tusen takk! Nå forstår jeg. Veldig logisk egentlig :)
Post Reply