Задача 2. Найти уравнения касательной плоскости и нормали к заданной поверхности в точке $$M_0(x_0, y_0, z_0)$$.
$$8.\ x^2 + y^2 - xz - yz = 0, M_0 (0,2,2).$$
Пусть $$F(x, y, z) = x^2 + y^2 - xz - yz$$. Тогда
- Найдем частные производные функции $$F(x, y, z)$$.
- $$\frac{\partial F}{\partial x} = 2x - z$$
- $$\frac{\partial F}{\partial y} = 2y - z$$
- $$\frac{\partial F}{\partial z} = -x - y$$
- Вычислим значения частных производных в точке $$M_0(0, 2, 2)$$.
- $$\frac{\partial F}{\partial x}(M_0) = 2(0) - 2 = -2$$
- $$\frac{\partial F}{\partial y}(M_0) = 2(2) - 2 = 2$$
- $$\frac{\partial F}{\partial z}(M_0) = -0 - 2 = -2$$
- Уравнение касательной плоскости имеет вид:
$$\frac{\partial F}{\partial x}(M_0)(x - x_0) + \frac{\partial F}{\partial y}(M_0)(y - y_0) + \frac{\partial F}{\partial z}(M_0)(z - z_0) = 0$$
- Подставим найденные значения:
$$-2(x - 0) + 2(y - 2) - 2(z - 2) = 0$$
$$-2x + 2y - 4 - 2z + 4 = 0$$
$$-2x + 2y - 2z = 0$$
$$x - y + z = 0$$
- Уравнение нормали имеет вид:
$$\frac{x - x_0}{\frac{\partial F}{\partial x}(M_0)} = \frac{y - y_0}{\frac{\partial F}{\partial y}(M_0)} = \frac{z - z_0}{\frac{\partial F}{\partial z}(M_0)}$$
- Подставим найденные значения:
$$\frac{x - 0}{-2} = \frac{y - 2}{2} = \frac{z - 2}{-2}$$
$$\frac{x}{-2} = \frac{y - 2}{2} = \frac{z - 2}{-2}$$
$$-x = y - 2 = -z + 2$$
Ответ: Уравнение касательной плоскости: $$x - y + z = 0$$. Уравнение нормали: $$-x = y - 2 = -z + 2$$.