题目
[题目]-|||-曲面 =(x)^2+(y)^2 与平面-|||-2x+4y-z=0 ()平行的切平面方程是 __-|||-__

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定曲面的法向量
曲面 $z = x^2 + y^2$ 在点 $(x, y, z)$ 处的法向量为 $\nabla z = (2x, 2y, -1)$,其中 $z = x^2 + y^2$。
步骤 2:确定平面的法向量
平面 $2x + 4y - z = 0$ 的法向量为 $(2, 4, -1)$。
步骤 3:确定切平面的法向量与平面的法向量平行
由于切平面与给定平面平行,它们的法向量也必须平行。因此,我们有:
$$
(2x, 2y, -1) = k(2, 4, -1)
$$
其中 $k$ 是比例常数。由此,我们可以得到:
$$
2x = 2k, \quad 2y = 4k, \quad -1 = -k
$$
解得 $k = 1$,从而 $x = 1$,$y = 2$。
步骤 4:确定切点
将 $x = 1$ 和 $y = 2$ 代入曲面方程 $z = x^2 + y^2$,得到 $z = 1^2 + 2^2 = 5$。因此,切点为 $(1, 2, 5)$。
步骤 5:确定切平面方程
切平面的法向量为 $(2, 4, -1)$,切点为 $(1, 2, 5)$。因此,切平面方程为:
$$
2(x - 1) + 4(y - 2) - (z - 5) = 0
$$
化简得:
$$
2x + 4y - z - 5 = 0
$$
曲面 $z = x^2 + y^2$ 在点 $(x, y, z)$ 处的法向量为 $\nabla z = (2x, 2y, -1)$,其中 $z = x^2 + y^2$。
步骤 2:确定平面的法向量
平面 $2x + 4y - z = 0$ 的法向量为 $(2, 4, -1)$。
步骤 3:确定切平面的法向量与平面的法向量平行
由于切平面与给定平面平行,它们的法向量也必须平行。因此,我们有:
$$
(2x, 2y, -1) = k(2, 4, -1)
$$
其中 $k$ 是比例常数。由此,我们可以得到:
$$
2x = 2k, \quad 2y = 4k, \quad -1 = -k
$$
解得 $k = 1$,从而 $x = 1$,$y = 2$。
步骤 4:确定切点
将 $x = 1$ 和 $y = 2$ 代入曲面方程 $z = x^2 + y^2$,得到 $z = 1^2 + 2^2 = 5$。因此,切点为 $(1, 2, 5)$。
步骤 5:确定切平面方程
切平面的法向量为 $(2, 4, -1)$,切点为 $(1, 2, 5)$。因此,切平面方程为:
$$
2(x - 1) + 4(y - 2) - (z - 5) = 0
$$
化简得:
$$
2x + 4y - z - 5 = 0
$$