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微分積分 例
,
ステップ 1
ステップ 1.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 1.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2
点を通り平面に垂直な線と平面の交点を求めるために:
1. 法線ベクトルがおよびである平面および平面の法線ベクトルを求めます。ドット積が0か確認します。
2. 、、などの媒介変数方程式の集合を作成します。
3. これらの方程式をであるような平面の方程式に代入し、を解きます。
4. の値を利用してについて、媒介変数方程式、、およびを解き、交点を求めます。
ステップ 3
ステップ 3.1
はです。式平面の方程式から法線ベクトルを求めます。
ステップ 3.2
はです。式平面の方程式から法線ベクトルを求めます。
ステップ 3.3
とのドット積を、法線ベクトルの対応する、、の値の積を合計し計算します。
ステップ 3.4
ドット積を簡約します。
ステップ 3.4.1
括弧を削除します。
ステップ 3.4.2
各項を簡約します。
ステップ 3.4.2.1
にをかけます。
ステップ 3.4.2.2
にをかけます。
ステップ 3.4.2.3
にをかけます。
ステップ 3.4.3
数を加えて簡約します。
ステップ 3.4.3.1
とをたし算します。
ステップ 3.4.3.2
とをたし算します。
ステップ 4
次に、点に対する原点と、、、およびの値に対する法線ベクトルの値を利用して媒介変数方程式、、およびの集合を作成します。この媒介変数方程式の集合、に垂直な原点を通る線を表します。
ステップ 5
、、およびの値を標準形の方程式 に代入します。
ステップ 6
ステップ 6.1
について解きます。
ステップ 6.1.1
を簡約します。
ステップ 6.1.1.1
とをたし算します。
ステップ 6.1.1.2
にをかけます。
ステップ 6.1.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 6.2
方程式の左辺から根を削除するため、方程式の両辺を乗します。
ステップ 6.3
方程式の各辺を簡約します。
ステップ 6.3.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 6.3.2
左辺を簡約します。
ステップ 6.3.2.1
を簡約します。
ステップ 6.3.2.1.1
からを引きます。
ステップ 6.3.2.1.2
をに書き換えます。
ステップ 6.3.2.1.3
積の法則をに当てはめます。
ステップ 6.3.2.1.4
指数を足してにを掛けます。
ステップ 6.3.2.1.4.1
を移動させます。
ステップ 6.3.2.1.4.2
にをかけます。
ステップ 6.3.2.1.4.2.1
を乗します。
ステップ 6.3.2.1.4.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 6.3.2.1.4.3
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 6.3.2.1.4.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 6.3.2.1.4.5
とをたし算します。
ステップ 6.3.2.1.5
積の法則をに当てはめます。
ステップ 6.3.2.1.6
の指数を掛けます。
ステップ 6.3.2.1.6.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.3.2.1.6.2
の共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.1.6.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.1.6.2.2
式を書き換えます。
ステップ 6.3.2.1.7
を乗します。
ステップ 6.3.2.1.8
の指数を掛けます。
ステップ 6.3.2.1.8.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.3.2.1.8.2
の共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.1.8.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.1.8.2.2
式を書き換えます。
ステップ 6.3.2.1.9
簡約します。
ステップ 6.3.3
右辺を簡約します。
ステップ 6.3.3.1
を簡約します。
ステップ 6.3.3.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 6.3.3.1.2
を乗します。
ステップ 6.3.3.1.3
にをかけます。
ステップ 6.4
について解きます。
ステップ 6.4.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 6.4.2
方程式の左辺を因数分解します。
ステップ 6.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 6.4.2.1.1
とを並べ替えます。
ステップ 6.4.2.1.2
をで因数分解します。
ステップ 6.4.2.1.3
をで因数分解します。
ステップ 6.4.2.1.4
をで因数分解します。
ステップ 6.4.2.2
をに書き換えます。
ステップ 6.4.2.3
両項とも完全立方なので、立方の和の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 6.4.2.4
因数分解。
ステップ 6.4.2.4.1
簡約します。
ステップ 6.4.2.4.1.1
にをかけます。
ステップ 6.4.2.4.1.2
1のすべての数の累乗は1です。
ステップ 6.4.2.4.2
不要な括弧を削除します。
ステップ 6.4.3
方程式の左辺の個々の因数がと等しいならば、式全体はと等しくなります。
ステップ 6.4.4
がに等しいとします。
ステップ 6.4.5
をに等しくし、を解きます。
ステップ 6.4.5.1
がに等しいとします。
ステップ 6.4.5.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 6.4.6
をに等しくし、を解きます。
ステップ 6.4.6.1
がに等しいとします。
ステップ 6.4.6.2
についてを解きます。
ステップ 6.4.6.2.1
二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。
ステップ 6.4.6.2.2
、、およびを二次方程式の解の公式に代入し、の値を求めます。
ステップ 6.4.6.2.3
簡約します。
ステップ 6.4.6.2.3.1
分子を簡約します。
ステップ 6.4.6.2.3.1.1
を乗します。
ステップ 6.4.6.2.3.1.2
を掛けます。
ステップ 6.4.6.2.3.1.2.1
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.3.1.2.2
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.3.1.3
からを引きます。
ステップ 6.4.6.2.3.1.4
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.3.1.5
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.3.1.6
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.3.2
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.4
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 6.4.6.2.4.1
分子を簡約します。
ステップ 6.4.6.2.4.1.1
を乗します。
ステップ 6.4.6.2.4.1.2
を掛けます。
ステップ 6.4.6.2.4.1.2.1
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.4.1.2.2
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.4.1.3
からを引きます。
ステップ 6.4.6.2.4.1.4
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.4.1.5
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.4.1.6
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.4.2
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.4.3
をに変更します。
ステップ 6.4.6.2.5
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 6.4.6.2.5.1
分子を簡約します。
ステップ 6.4.6.2.5.1.1
を乗します。
ステップ 6.4.6.2.5.1.2
を掛けます。
ステップ 6.4.6.2.5.1.2.1
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.5.1.2.2
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.5.1.3
からを引きます。
ステップ 6.4.6.2.5.1.4
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.5.1.5
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.5.1.6
をに書き換えます。
ステップ 6.4.6.2.5.2
にをかけます。
ステップ 6.4.6.2.5.3
をに変更します。
ステップ 6.4.6.2.6
最終的な答えは両方の解の組み合わせです。
ステップ 6.4.7
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 7
ステップ 7.1
について方程式を解きます。
ステップ 7.1.1
括弧を削除します。
ステップ 7.1.2
を簡約します。
ステップ 7.1.2.1
各項を簡約します。
ステップ 7.1.2.1.1
に行列の各要素を掛けます。
ステップ 7.1.2.1.2
行列の各要素を簡約します。
ステップ 7.1.2.1.2.1
にをかけます。
ステップ 7.1.2.1.2.2
にをかけます。
ステップ 7.1.2.2
とをたし算します。
ステップ 7.2
について方程式を解きます。
ステップ 7.2.1
括弧を削除します。
ステップ 7.2.2
を簡約します。
ステップ 7.2.2.1
にをかけます。
ステップ 7.2.2.2
とをたし算します。
ステップ 7.3
について方程式を解きます。
ステップ 7.3.1
括弧を削除します。
ステップ 7.3.2
を簡約します。
ステップ 7.3.2.1
各項を簡約します。
ステップ 7.3.2.1.1
に行列の各要素を掛けます。
ステップ 7.3.2.1.2
行列の各要素を簡約します。
ステップ 7.3.2.1.2.1
にをかけます。
ステップ 7.3.2.1.2.2
にをかけます。
ステップ 7.3.2.1.2.3
にをかけます。
ステップ 7.3.2.1.2.4
にをかけます。
ステップ 7.3.2.2
とをたし算します。
ステップ 7.4
、、およびについて解いた媒介変数方程式です。
ステップ 8
、、およびを計算した値を利用すると、交点はであることがわかります。