Derivadas Parciais e o Vetor Gradiente, Plano Tangente e Reta normal
Determine os pontos da superfície nos quais o plano tangente é paralelo ao plano .
Passo 1
Beleza, qual a sua ideia pra resolver isso aí? Vamos montar uma estratégia de combate pra essa questão:
- Temos a equação da superfície: Podemos achar a expressão genérica para seus planos tangentes!
- Planos tangentes paralelos ao plano dado: Isso quer dizer que o vetor normal do plano dado é múltiplo dos vetores normais dos vetores dos planos tangentes!
Com essas duas informações, já podemos destrinchar todo o problema!
Passo 2
Primeiramente, encontremos a expressão para o plano tangente, qualquer que seja ele. Sabemos que o que define o plano é seu vetor normal e um ponto de tangência. Para um plano tangente, o vetor normal é o vetor gradiente:
Derivando em relação a cada coordenada, temos:
E pronto, o vetor normal do plano é , para um dado ponto de tangência !
Passo 3
Agora, encontremos o vetor normal do plano dado no enunciado:
O vetor normal é aquele formado pelos coeficientes de cada variável, logo, !
E então, sabemos que o vetor deve ser múltiplo do vetor , assim:
Passo 4
Com isso, podemos igualar as coordenadas de cada vetor, e, além disso, dizer que esse tal ponto segue a equação da superfície! O sistema fica assim:
Beleza, e agora é resolver esse sistema! Pelo o que me parece, podemos encontrar cada coordenada em função de , facilmente. Aí podemos jogar esses valores das coordenadas em função de na última equação, e encontramos os possíveis valores de ! Fica assim:
Passo 5
Jogando os valores valores na última equação, temos:
Desenvolvendo...
Passo 6
Beleza!! Agora pegamos esses dois valores de e jogamos nas equações do pontos:
Para :
Para :
Para :
E agora só combinar os valores das coordenadas para cada valor de !
Resposta
Pontos: e