Математический анализ Примеры

Найти пересечение прямой, перпендикулярной плоскости 1 и проходящей через центр координат, с плоскостью 2 y=x , y = корень четвертой степени из x
,
Этап 1
Приведем каждое уравнение плоскости в стандартную форму.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 2
Чтобы найти пересечение прямой, проходящей через точку перпендикулярно плоскости , с плоскостью :
1. Найдем векторы нормали плоскости и плоскости , где векторы нормали — это и . Проверим, равно ли скалярное произведение 0.
2. Создадим набор параметрических уравнений, таких как , и .
3. Подставим эти уравнения в уравнение для плоскости так, чтобы , и решим для
4. Используя значение , решим параметрические уравнения , и относительно , чтобы найти пересечение .
Этап 3
Найдем нормальные векторы для каждой плоскости и определим, перпендикулярны ли они, вычислив скалярное произведение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
представляет собой . Найдем вектор нормали из уравнения плоскости вида .
Этап 3.2
представляет собой . Найдем вектор нормали из уравнения плоскости вида .
Этап 3.3
Вычислим скалярное произведение и , суммируя произведения соответствующих значений , и в векторах нормали.
Этап 3.4
Упростим скалярное произведение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1
Избавимся от скобок.
Этап 3.4.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.2.1
Умножим на .
Этап 3.4.2.2
Умножим на .
Этап 3.4.2.3
Умножим на .
Этап 3.4.3
Упростим путем добавления чисел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.1
Добавим и .
Этап 3.4.3.2
Добавим и .
Этап 4
Затем составим набор параметрических уравнений , и , используя начало координат для точки и значения из вектора нормали для получения значений , и . Этот набор параметрических уравнений представляет прямую, проходящую через начало координат и перпендикулярную .
Этап 5
Подставим выражение для , и в уравнение для .
Этап 6
Решим уравнение относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1
Добавим и .
Этап 6.1.1.2
Умножим на .
Этап 6.1.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.2
Чтобы избавиться от знака корня в левой части уравнения, возведем обе части в степень .
Этап 6.3
Упростим каждую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.1
С помощью запишем в виде .
Этап 6.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.1
Вычтем из .
Этап 6.3.2.1.2
Перепишем в виде .
Этап 6.3.2.1.3
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.4.1
Перенесем .
Этап 6.3.2.1.4.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.3.2.1.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.3.2.1.4.3
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 6.3.2.1.4.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.3.2.1.4.5
Добавим и .
Этап 6.3.2.1.5
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.6
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.6.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.2.1.6.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.6.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.6.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.1.7
Возведем в степень .
Этап 6.3.2.1.8
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.8.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.2.1.8.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.8.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.8.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.1.9
Упростим.
Этап 6.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.3.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.3.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.3.1.2
Возведем в степень .
Этап 6.3.3.1.3
Умножим на .
Этап 6.4
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.4.2
Разложим левую часть уравнения на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.1.1
Изменим порядок и .
Этап 6.4.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.2.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.2.2
Перепишем в виде .
Этап 6.4.2.3
Поскольку оба члена являются полными кубами, выполним разложение на множители, используя формулу суммы кубов, , где и .
Этап 6.4.2.4
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.4.1
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.4.1.1
Умножим на .
Этап 6.4.2.4.1.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 6.4.2.4.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 6.4.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 6.4.4
Приравняем к .
Этап 6.4.5
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.5.1
Приравняем к .
Этап 6.4.5.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.4.6
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.1
Приравняем к .
Этап 6.4.6.2
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.1
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 6.4.6.2.2
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 6.4.6.2.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.3.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.4.6.2.3.1.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.3.1.2.1
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.3.1.2.2
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.3.1.3
Вычтем из .
Этап 6.4.6.2.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.3.1.5
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.3.1.6
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.3.2
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.4
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.4.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.4.6.2.4.1.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.4.1.2.1
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.4.1.3
Вычтем из .
Этап 6.4.6.2.4.1.4
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.4.1.5
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.4.1.6
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.4.2
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.4.3
Заменим на .
Этап 6.4.6.2.5
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.5.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.4.6.2.5.1.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.6.2.5.1.2.1
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.5.1.2.2
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.5.1.3
Вычтем из .
Этап 6.4.6.2.5.1.4
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.5.1.5
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.5.1.6
Перепишем в виде .
Этап 6.4.6.2.5.2
Умножим на .
Этап 6.4.6.2.5.3
Заменим на .
Этап 6.4.6.2.6
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 6.4.7
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 7
Решим параметрические уравнения относительно , и , используя значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Решим уравнение относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1.1
Избавимся от скобок.
Этап 7.1.2
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1.2.1.1
Умножим на каждый элемент матрицы.
Этап 7.1.2.1.2
Упростим каждый элемент матрицы.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1.2.1.2.1
Умножим на .
Этап 7.1.2.1.2.2
Умножим на .
Этап 7.1.2.2
Добавим и .
Этап 7.2
Решим уравнение относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1
Избавимся от скобок.
Этап 7.2.2
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.2.1
Умножим на .
Этап 7.2.2.2
Добавим и .
Этап 7.3
Решим уравнение относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.1
Избавимся от скобок.
Этап 7.3.2
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.2.1.1
Умножим на каждый элемент матрицы.
Этап 7.3.2.1.2
Упростим каждый элемент матрицы.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.3.2.1.2.1
Умножим на .
Этап 7.3.2.1.2.2
Умножим на .
Этап 7.3.2.1.2.3
Умножим на .
Этап 7.3.2.1.2.4
Умножим на .
Этап 7.3.2.2
Добавим и .
Этап 7.4
Решенные параметрические уравнения относительно , и .
Этап 8
Использование значений, вычисленных для , и , найденная точка пересечения: .