Pregunta
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Question 16
Find the directional derivative of the scalar function of in the direction of the outer normal to the surface at the point
.

Ask by Tyler Wells. in India
Jan 24,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

The directional derivative of in the direction of the outer normal to the surface at the point is .

Solución

To find the directional derivative of the scalar function in the direction of the outer normal to the surface at the point , follow these steps:

1. Compute the Gradient of

The gradient of is given by:
For :
At the point :

2. Determine the Outer Normal to the Surface

First, rewrite the surface equation as . The normal vector to the surface is given by the gradient of :
At the point :
To get the unit normal vector, normalize :

3. Compute the Directional Derivative

The directional derivative of in the direction of is:
Substituting the values:

Final Answer

Answer: Its directional derivative is –27 divided by the square root of 11, that is
D = −27 ⁄ √11

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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The Deep Dive

To find the directional derivative of the function in the direction of the outer normal to the surface at the point , we first need to determine the normal vector to the surface.
  1. The surface can be expressed in the form . To find the normal vector :
    Therefore, the gradient is:
    At the point :
  2. Now, we find the gradient of the function :
    Evaluating this at the point :
  3. The magnitude of the normal vector is:
  4. The unit normal vector :
  5. The directional derivative :
So, the directional derivative of the scalar function in the direction of the outer normal to the surface at the point is .

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