已知椭球面x2+y2+z2+xy+yz=a2(a>0),
(Ⅰ)求椭球面上z坐标为最大与最小点;
(Ⅱ)求椭球面的xOy面上投影区域的边界曲线.
参考答案:本题考查多元微分学的最值问题与向量代数、空间解析几何的基础知识.是很多考生复习比较薄弱的环节,希望通过此题的测试,让考生认识到自己复习的短板,查漏补缺.
(Ⅰ)由于椭球面是一封闭曲面,因此椭球面上z坐标最大与最小点一定存在,且此二点处z值就是椭球面方程所确定隐函数z=z(x,y)的最大值与最小值.
在椭球面方程两边分别对x及y求偏导:
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令[*],得到
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解得y=-2x,z=3x,代入椭球面的方程得到[*],故得两点
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根据实际问题,必存在最值,因此点P1与P2即为所求.
(Ⅱ)设S是椭球面对于xOy面的投影柱面,S与椭球面切于曲线C,则在C上,两曲面的法向量相同都为n=(2x+y,2y+x+z,2z+y).
k为子轴正向的单位向量,由n⊥k,n·k=0,即2z+y=0,因此曲线C满足
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消去z,即S的方程[*],故投影区域的边界曲线为
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