2 svar
427 visningar
Stoffer behöver inte mer hjälp
Stoffer 135 – Fd. Medlem
Postad: 2 mar 2018 15:53 Redigerad: 2 mar 2018 15:56

Hitta tangentriktning till ellips i rummet

Hej!

Skärningen mellan ellipsoiden 

2x2+y2+z2=4

och planet

x-y+2z=2

utgörs av en ellips i rummet. Bestäm dennas tangentriktning i punkten (1, 1, 1).

Lösning:

Tangentriktningen är vinkelrät mot både planets normal och ellipsoidens normal. Jag vill därför hitta en normal till planet och en normal till ellipsoiden, båda i punkten (1, 1, 1).

Av planets ekvation får jag att z=y-x2+1 och jag kan se att exempel på en vektor som ligger i planet är (1, 1, 1). En annan vektor i planet är (1, 2, 3/2). Dessa två vektorer är uppenbarligen inte parallella och spänner därför upp planet. Normalen till planet är alltså vinkelrät mot båda dessa vektorer och vi får systemet

(1, 1, 1)·(x, y, z)=0(1, 2, 3/2)·(x, y, z)=0x+y+z=0x+2y+32z=0

och vi får att normalen är (x, x, -2x) för något värde på x, så en normal till planet är vektorn (1, 1, -2).

Vi hittar en normal till ellipsoiden genom att låta f(x, y, z)=2x2+y2+z2 och räkna ut gradienten f och vi får att

f=4x, 2y, 2z och därmed är en normal till ellipsoiden i punkten (1, 1, 1) vektorn (4, 2, 2)

Nu har vi en normal till planet och en normal till ellipsoiden i punkten (1, 1, 1). Eftersom båda dessa är vinkelräta mot tangentriktningen så får vi systemet

(1, 1, -2)·(x, y, z)=0(4, 2, 2)·(x, y, z)=0x+y-2z=04x+2y+2z=0

vilket ger att tangentriktningen är x, -53x, -23x för något värde på x, så exempelvis -1, 53, 23.

Men facit säger att svaret är -1, 1, 1. Var gör jag fel?

haraldfreij 1322
Postad: 2 mar 2018 16:07

Din beräkning av planets normal är felaktig. Du har tagit fram två punkter i planet, men eftersom planet inte går genom origo kommer inte vektorerna från origo till punkterna ligga i planet. Ett plan på formen ax+by+cz+d=0 har alltid normalen s*(a,b,c), eller i ditt fall (1,-1,2)

haraldfreij 1322
Postad: 2 mar 2018 16:13

Sen tycker jag att det är lättare att använda kryssprodukten än att lösa ekvationssystemet för skalärprodukterna för att hitta en vektor som är vinkelrät mot två andra, men det är en smaksak.

Svara
Close