Functies van meer variabelen: Raakvectoren en raakvlak
Vergelijking van een raakvlak
Intermezzo: de vergelijking van een vlak We gaan de vergelijking van een raakvlak bepalen. Hiervoor is nodig dat je weet hoe een vergelijking van een vlak opgespoord kan worden als je twee richtingsvectoren van het vlak kent. In het algemeen heeft de vergelijking van een vlak de vorm met getallen die niet allemaal zijn en een vierde getal. Merk op dat de getallen , , en niet uniek zijn: elk veelvoud van het viertal beschrijft hetzelfde vlak in de driedimensionale ruimte. We moeten dus eigenlijk spreken van een vergelijking van een vlak. Het vlak met vergelijking is evenwijdig aan het vlak door de oorsprong gegeven door de vergelijking Deze vergelijking kun je ook schrijven als inproduct van twee vectoren, namelijk Met andere woorden, de vector beginnend in de oorsprong en eindigend op wijst naar een punt op het vlak door de oorsprong als deze vector loodrecht staat op de vector met componenten , en . Anders gezegd, de vector staat loodrecht op elke vector in het vlak. Dit heet een normaalvector van het vlak. Gegeven twee vectoren en die niet in elkaars verlengde liggen in een vlak door de oorsprong, kun je als normaalvector het uitproduct van en (in deze volgorde!) nemen dat gedefinieerd is als
Na bovenstaand intermezzo keren we terug ons onderwerp van functies van twee variabelen: stel is een functie van twee variabelen en . We bekijken een punt met en veronderstellen dat de grafiek van een glad oppervlak is in de buurt van het punt . We weten dat de vectoren het raakvlak opspannen. Om een vergelijking van het raakvlak te vinden volstaat om een normaalvector van dit vlak te vinden. Dit kan via het uitproduct van en : Hiermee hebben we het volgende vergelijking voor het raakvlak gevonden.
Vergelijking van een raakvlak Een vergelijking van het raakvlak in met is oftewel