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Vektorrechnung

Schüler Berufliches Gymnasium, 13. Klassenstufe

Tags: Koordinatengleichung

 
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Apfeelsine

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18:02 Uhr, 11.05.2014

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Hallo Leute,
ich bereit mich grad auf die prüfung vor und hab Probleme bei folgenden Aufgaben:

A(3|3|1)
B(−1|−1|−1)
C(−1|−1|3)
D(−6|2|7)

1. Gebe für die Ebene E, die die Punkte A,B und C enthält, eine parameterfreie Gleichung an.
Charakterisiere die Lage dieser Ebene E im Koordinatensystem.

Kann mir jemand erklären ich überleg schon ewig und komm nicht drauf.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

18:21 Uhr, 11.05.2014

Antworten
erster Schritt:
stelle die Gleichung in Parameterform auf
ein Ortsvektor und zwei Richtungsvektoren jeweils mit Parameter davor
Apfeelsine

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18:37 Uhr, 11.05.2014

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Parameterform lautet:

E:x=(3|3|1)+s(-4|-4|-2)+t(-4|-4|2)

ist das richtig?
Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

18:42 Uhr, 11.05.2014

Antworten
richtig
daraus kannst du 3 Gleichungen jeweils mit s und t machen

x=
y=
z=

bzw.
x1=
x2=
x3=

dann s und t durch das Additionsverfahren eliminieren ("rauswerfen")
Apfeelsine

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19:07 Uhr, 11.05.2014

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Ich hab das jetzt so probiert auf raten eines Freundes:

(4|4|2)x(-2|1|3)=n


n=(4|4|2)x(-4|-4|2)


(42)-(2(-4)
(24)-(42)
(4(-4)-(4(-4))

n=(0|-16|0)

ist das soweit richtig?

Jetzt häng ich fest:

0x-16y+0z= ??

ich weiß ich muss was mjultiplizieren und zwar das
(0|-16|0)(3|3|1)
aber wie?






Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

19:18 Uhr, 11.05.2014

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in der ersten Zeile hast du einen Fehler
8-(-8)=16 und nicht 0


den Normalenvektor mit dem Kreuzprodukt (Vektorprodukt) zu berechnen ist eine
Alternative

diesen Vektor kann man noch kürzen

n=(1-10)

um die Konstante zu berechnen multipliziert man den Normalenvektor mit dem Ortsvektor

(1-10)(331)=3-3=0

die Koordinatenform der Ebene ist dann

x-y=0
Apfeelsine

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19:25 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Und wie kann ich diese Charakterisieren?


Und wieso kann man kürzen?
Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

19:29 Uhr, 11.05.2014

Antworten
die Ebene ist parallel zur z-Achse und geht durch den Ursprung
ausserdem geht die Ebene durch die Winkelhalbierende der xy-Ebene

Richtungsvektoren kann man kürzen, indem man jede Komponente durch die gleiche Zahl dividiert. Das ist wie beim Steigungsdreieck bei Geraden. Ob 1 nach rechts und eins nach oben oder 2 nach rechts und 2 nach oben ist die gleiche Richtung
Apfeelsine

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19:34 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Okay danke also wäre die Aufgabe sozusagen gelöst?
Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

19:36 Uhr, 11.05.2014

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ja genau

bei anderen Ebenengleichungen hilft zum Charakterisieren der Lage der Ebene wenn man die Spurpunkte (Schnittpunkte mit den Koordinatenachsen) berechnet

Apfeelsine

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19:39 Uhr, 11.05.2014

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Okay vielen dank und hjast du eine Idee wie die 2. teilaufgabe dazu funktioniert?:

Die Punkte A,B und C sind die Eckpunkte der grundfläche einer Pyramide mit der Spitze D.
Fällt man vom Punkt D das lot auf die Ebene E, so erhält man den lotfußpunkt L.

Ermittel die Koordinaten des Lotfußpunkt L und berechne das Volumen der Pyramide ABCD
Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

19:44 Uhr, 11.05.2014

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Gerade durch D senkrecht zur Ebenen E aufstellen
der Schnittpunkt dieser Geraden mit der Ebene ist der Lotfußpunkt
die Höhe der Pyramide ist der Abstand von D zur Ebene (mit der Hesse-Normalform)
um das Volumen der Pyramide auszurechnen, braucht man noch die Fläche des Dreiecks
das Volumen ist dann V=13Gh
Apfeelsine

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19:50 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Wie stell ich so eine Gerade den auf?
(tut mir echt leid ich bin wirklich überfragt)

Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

20:06 Uhr, 11.05.2014

Antworten
OD als Stützvektor, den Normalenvektor der Ebene als Richtungsvektor (der Normalenvektor steht ja senkrecht auf der Ebenen)
Apfeelsine

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20:09 Uhr, 11.05.2014

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Kannst du mir den Ansatz zeigen ?
also OD ist (-6|2|7)

Antwort
michael777

michael777 aktiv_icon

20:18 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Lotgerade:
x=(-627)+s(1-10)

nächster Schritt: Schnittpunkt mit der Ebenen berechnen
also Gerade in die Koordinatenform einsetzen
vorher Gerade in 3 Teilgleichungen aufteilen, also x=,y=,z=...
Antwort
Stephan4

Stephan4

20:36 Uhr, 11.05.2014

Antworten
Du kannst auch DA auf den Normalvektor der Ebene projizieren, denn das ist DL, und diesen an D anhängen, um L zu bekommen. Das ist eine fertige Formel, die ich Dir bereits hier
http//www.onlinemathe.de/forum/Vektorrechnung-1007
gezeigt habe.

Wie oft postest Du denn Deine Frage?
Hier ist sie nochmals:
http//www.onlinemathe.de/forum/Vektorrechnung-1010
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