数学のブログ

微分法 累乗、和、曲線、接線、円、アステロイド

微分積分演習〈理工系の数学入門コース/演習 新装版〉 (和達 三樹(著)、十河 清(著)、岩波書店)の第3章(微分法)、3-2(微分法)、問題3の解答を求めてみる。

1

d dx ( x 2 + y 2 ) = d dx 1 2 x + 2 y dy dx = 0 dy dx = - x y

よって、求める接線の方程式は、

y - y 0 = - x 0 y 0 ( x - x 0 ) y 0 y + x 0 y = x 0 2 + y 0 2 y 0 y + x 0 y = 1

2

d dx ( x 3 + y 3 ) = d dx 1 3 x 2 + 3 y 2 dy dx = 0 dy dx = - x 2 y 2

よって、求める接線の方程式は、

y - y 0 = - x 0 2 y 0 2 ( x - x 0 ) y 0 2 y + x 0 2 x = x 0 3 + y 0 3 y 0 2 y + x 0 2 x = 1

3

d dx ( x 2 3 + y 2 3 ) = d dx 1 2 3 x - 1 3 + 2 3 y - 1 3 dy dx = 0 dy dx = - y 1 3 x 1 3

よって、求める接線の方程式は、

y - y 0 = - ( y 0 x 0 ) 1 3 ( x - x 0 )
( y 0 ) - 1 3 y + ( x 0 ) - 1 3 x = 1

コード(Wolfram Language, Jupyter)

ContourPlot[
    {x^2+y^2 == 1, 1/2y+(1-(1/2)^2)^(1/2)x==1},
    {x, -2, 2},
    {y, -2, 2}
]
Output
ContourPlot[
    {x^3+y^3 == 1, (1/2)^2y+((1-1/2^3)^(1/3))^2x==1},
    {x, -2, 2},
    {y, -2, 2}
]
Output
ContourPlot[
    {x^(2/3)+y^(2/3) == 1, (1/2)^(-1/3)y+(((1-1/2^(2/3)))^(3/2))^(-1/3)x==1},
    {x, -2, 2},
    {y, -2, 2}
]
Output