微积分学 示例

求出垂直于平面1且经过原点的直线与平面2的交点 y=x , y = x 的 4 次方根
,
解题步骤 1
将各个平面方程转化为标准形式。
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解题步骤 1.1
从等式两边同时减去
解题步骤 1.2
从等式两边同时减去
解题步骤 2
要求经过点 且垂直于平面 和平面 直线的交点:
1. 求平面 和平面 的法向量 。检验其点积是否为 0。
2. 创建一个参数方程组,比如
3. 将这些等式代入平面方程 ,使得 并求解
4. 使用 的值,求解参数方程 ,以求 的交集
解题步骤 3
求每一平面的法向量并通过计算点积来判断它们是否垂直。
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解题步骤 3.1
。求平面方程 的法向量
解题步骤 3.2
。求平面方程 的法向量
解题步骤 3.3
将法向量中相对应的 数值乘积相加,计算 的点积。
解题步骤 3.4
化简点积。
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解题步骤 3.4.1
去掉圆括号。
解题步骤 3.4.2
化简每一项。
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解题步骤 3.4.2.1
乘以
解题步骤 3.4.2.2
乘以
解题步骤 3.4.2.3
乘以
解题步骤 3.4.3
通过加上各数进行化简。
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解题步骤 3.4.3.1
相加。
解题步骤 3.4.3.2
相加。
解题步骤 4
下一步,使用点 的原点 和标准向量 的值,建立一组参数方程 。这组参数方程表示经过原点并与 垂直的直线。
解题步骤 5
将表达式 代入 的方程。
解题步骤 6
求解 的方程。
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解题步骤 6.1
求解
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解题步骤 6.1.1
化简
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解题步骤 6.1.1.1
相加。
解题步骤 6.1.1.2
乘以
解题步骤 6.1.2
从等式两边同时减去
解题步骤 6.2
要去掉方程左边的根号,请将方程两边同时取 次幂。
解题步骤 6.3
化简方程的两边。
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解题步骤 6.3.1
使用 ,将 重写成
解题步骤 6.3.2
化简左边。
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解题步骤 6.3.2.1
化简
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解题步骤 6.3.2.1.1
中减去
解题步骤 6.3.2.1.2
重写为
解题步骤 6.3.2.1.3
运用乘积法则。
解题步骤 6.3.2.1.4
通过指数相加将 乘以
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解题步骤 6.3.2.1.4.1
移动
解题步骤 6.3.2.1.4.2
乘以
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解题步骤 6.3.2.1.4.2.1
进行 次方运算。
解题步骤 6.3.2.1.4.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 6.3.2.1.4.3
写成具有公分母的分数。
解题步骤 6.3.2.1.4.4
在公分母上合并分子。
解题步骤 6.3.2.1.4.5
相加。
解题步骤 6.3.2.1.5
运用乘积法则。
解题步骤 6.3.2.1.6
中的指数相乘。
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解题步骤 6.3.2.1.6.1
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 6.3.2.1.6.2
约去 的公因数。
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解题步骤 6.3.2.1.6.2.1
约去公因数。
解题步骤 6.3.2.1.6.2.2
重写表达式。
解题步骤 6.3.2.1.7
进行 次方运算。
解题步骤 6.3.2.1.8
中的指数相乘。
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解题步骤 6.3.2.1.8.1
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 6.3.2.1.8.2
约去 的公因数。
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解题步骤 6.3.2.1.8.2.1
约去公因数。
解题步骤 6.3.2.1.8.2.2
重写表达式。
解题步骤 6.3.2.1.9
化简。
解题步骤 6.3.3
化简右边。
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解题步骤 6.3.3.1
化简
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解题步骤 6.3.3.1.1
运用乘积法则。
解题步骤 6.3.3.1.2
进行 次方运算。
解题步骤 6.3.3.1.3
乘以
解题步骤 6.4
求解
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解题步骤 6.4.1
从等式两边同时减去
解题步骤 6.4.2
对方程左边进行因式分解。
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解题步骤 6.4.2.1
中分解出因数
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解题步骤 6.4.2.1.1
重新排序。
解题步骤 6.4.2.1.2
中分解出因数
解题步骤 6.4.2.1.3
中分解出因数
解题步骤 6.4.2.1.4
中分解出因数
解题步骤 6.4.2.2
重写为
解题步骤 6.4.2.3
因为两项都是完全立方数,所以使用立方和公式 进行因式分解,其中
解题步骤 6.4.2.4
因数。
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解题步骤 6.4.2.4.1
化简。
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解题步骤 6.4.2.4.1.1
乘以
解题步骤 6.4.2.4.1.2
一的任意次幂都为一。
解题步骤 6.4.2.4.2
去掉多余的括号。
解题步骤 6.4.3
如果等式左侧的任一因数等于 ,则整个表达式将等于
解题步骤 6.4.4
设为等于
解题步骤 6.4.5
设为等于 并求解
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解题步骤 6.4.5.1
设为等于
解题步骤 6.4.5.2
从等式两边同时减去
解题步骤 6.4.6
设为等于 并求解
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解题步骤 6.4.6.1
设为等于
解题步骤 6.4.6.2
求解
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解题步骤 6.4.6.2.1
使用二次公式求解。
解题步骤 6.4.6.2.2
的值代入二次公式中并求解
解题步骤 6.4.6.2.3
化简。
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解题步骤 6.4.6.2.3.1
化简分子。
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解题步骤 6.4.6.2.3.1.1
进行 次方运算。
解题步骤 6.4.6.2.3.1.2
乘以
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解题步骤 6.4.6.2.3.1.2.1
乘以
解题步骤 6.4.6.2.3.1.2.2
乘以
解题步骤 6.4.6.2.3.1.3
中减去
解题步骤 6.4.6.2.3.1.4
重写为
解题步骤 6.4.6.2.3.1.5
重写为
解题步骤 6.4.6.2.3.1.6
重写为
解题步骤 6.4.6.2.3.2
乘以
解题步骤 6.4.6.2.4
化简表达式以求 部分的解。
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解题步骤 6.4.6.2.4.1
化简分子。
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解题步骤 6.4.6.2.4.1.1
进行 次方运算。
解题步骤 6.4.6.2.4.1.2
乘以
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解题步骤 6.4.6.2.4.1.2.1
乘以
解题步骤 6.4.6.2.4.1.2.2
乘以
解题步骤 6.4.6.2.4.1.3
中减去
解题步骤 6.4.6.2.4.1.4
重写为
解题步骤 6.4.6.2.4.1.5
重写为
解题步骤 6.4.6.2.4.1.6
重写为
解题步骤 6.4.6.2.4.2
乘以
解题步骤 6.4.6.2.4.3
变换为
解题步骤 6.4.6.2.5
化简表达式以求 部分的解。
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解题步骤 6.4.6.2.5.1
化简分子。
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解题步骤 6.4.6.2.5.1.1
进行 次方运算。
解题步骤 6.4.6.2.5.1.2
乘以
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解题步骤 6.4.6.2.5.1.2.1
乘以
解题步骤 6.4.6.2.5.1.2.2
乘以
解题步骤 6.4.6.2.5.1.3
中减去
解题步骤 6.4.6.2.5.1.4
重写为
解题步骤 6.4.6.2.5.1.5
重写为
解题步骤 6.4.6.2.5.1.6
重写为
解题步骤 6.4.6.2.5.2
乘以
解题步骤 6.4.6.2.5.3
变换为
解题步骤 6.4.6.2.6
最终答案为两个解的组合。
解题步骤 6.4.7
最终解为使 成立的所有值。
解题步骤 7
使用 的值求解 的参数方程。
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解题步骤 7.1
求解 的方程。
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解题步骤 7.1.1
去掉圆括号。
解题步骤 7.1.2
化简
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解题步骤 7.1.2.1
化简每一项。
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解题步骤 7.1.2.1.1
乘以矩阵中的每一个元素。
解题步骤 7.1.2.1.2
化简矩阵中的每一个元素。
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解题步骤 7.1.2.1.2.1
乘以
解题步骤 7.1.2.1.2.2
乘以
解题步骤 7.1.2.2
相加。
解题步骤 7.2
求解 的方程。
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解题步骤 7.2.1
去掉圆括号。
解题步骤 7.2.2
化简
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解题步骤 7.2.2.1
乘以
解题步骤 7.2.2.2
相加。
解题步骤 7.3
求解 的方程。
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解题步骤 7.3.1
去掉圆括号。
解题步骤 7.3.2
化简
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解题步骤 7.3.2.1
化简每一项。
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解题步骤 7.3.2.1.1
乘以矩阵中的每一个元素。
解题步骤 7.3.2.1.2
化简矩阵中的每一个元素。
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解题步骤 7.3.2.1.2.1
乘以
解题步骤 7.3.2.1.2.2
乘以
解题步骤 7.3.2.1.2.3
乘以
解题步骤 7.3.2.1.2.4
乘以
解题步骤 7.3.2.2
相加。
解题步骤 7.4
所求得的 的参数方程。
解题步骤 8
使用对 计算所得的值,求得的交点为