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Gleichungssystem Ebenenschar

Schüler

Tags: Ebenenenschar, Gleichungssystem

 
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Joshua2

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14:25 Uhr, 13.05.2026

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Hallo, das Gleichungssystem sollte eine Ebenenschar darstellen. a) ist gelöst.
x = - 16/(r(r-2)); y = 8/(r(r-2)); z = 8(r-1)/(r(r-2))

Aber bei b) (3) fragt sich welchen Wert r annehmen muss, damit es unendlich viele Lösungen gibt.
Mit drei verschiedenen Lösungsansätzen bin ich zu dem Ergebniss gekommen, dass es keine Lösung geben kann. Die Ansätze basiereren allerdings alle darauf, dass es sich um Ebenengleichungen handelt. Hat jemand eine Lösung bzw. den Nachweiß, dass kein r zu unendlich vielen Lösungen führt mit einen Ansatz, der nicht darauf beruht, dass es sich um Ebenengleichungen handelt?




Gleichungssystem Ebenenschar

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
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Antwort
Roman-22

Roman-22

16:38 Uhr, 13.05.2026

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Eine eindeutige Lösung gibt es für r0r2

Sowohl für r=0, als auch für r=2 ist der Rang der Koeffizientenmatrix gleich 2 und der Rang der erweiterten Matrix gleich 3. D.h., dass das Gleichungssystem in beiden Fällen keine Lösung hat.

Demnach gibt es kein r, für das das System unendlich viele Lösungen hat.



Joshua2

Joshua2 aktiv_icon

17:54 Uhr, 13.05.2026

Antworten
Danke.

Beispiel:

x - 2y + z = 0
-2x - y + 3z = 5

2x - 4y + 2z = 0
-2x - y + 3z = 5

-5y + 5z = 5
z = 1 +y

2x - 4y + 2(1 + y) = 0
-2x - y + 3(1 + y) = 5

2x - 4y + 2 + 2y = 0
-2x - y + 3 + 3y = 5

2x - 2y = -2 => x = y - 1
-2x + 2y = 2
0 = 0

x = y - 1
=> für y = 2 ist x = 1
für y = 4 ist x = 3

z = 1 + y
=> für y = 2 ist z = 3
für y = 4 ist z = 5

P1 (1|2|3); P2 (3|4|5)
g:x = (1|2|3) + r * (2|2|2)

Wie könnte ich hier noch die Schnittgerade berechnen ohne die Parameterform der Ebenen zu nutzen.
Antwort
Roman-22

Roman-22

18:16 Uhr, 13.05.2026

Antworten
> Wie könnte ich hier noch die Schnittgerade berechnen ohne die Parameterform der Ebenen zu nutzen.
Das hast du doch eigentlich ohnedies gemacht, oder?

Eine neue Frage, die von der ursprünglich ja völlig unabhängig ist, sollte auch einen neuen Thread wert sein!

Du bist im Laufe deiner Rechnung ja auf die Beziehungen
    z=1+y
und
    x=y-1
gekommen.

Das könntest du nun auch als
    X=(xyz)=(y-1y1+y)
schreiben, oder aufgeteilt und mit y als Parameter r als eine Parameterdarstellung der Schnittgeraden mit
    X=(-101)+r(111)

Mit r=2 erhältst du damit zB deinen Punkt P1 und mit r=4 den Punkt P2.

Du könntest natürlich genau so gut deine beiden Ebenengleichungen nach x und y auflösen (beide in Abhängigkeit von z) und kämst damit auf x=z-2 und y=z-1. Damit ergäbe sich dann die Parameterdarstellung der Schnittgeraden mit X=(-2-10)+r(111).

Eine weitere Möglichkeit ist es, dass du zB für z einen beliebigen Wert annimmst und in deine beiden Ebenen-Gleichungen einsetzt. Du hast nun ein lineares Gleichungssystem in den Variablen x und y, welches du idR eindeutig lösen kannst. Damit hast du nun einen Punkt der Schnittgeraden gefunden. Das ganze Prozedere noch ein zweites Mal mit einem anderen beliebig gewählten Wert für z (oder auch eine andere Variable) und du erhältst einen zweiten Punkt der Geraden. Eine Parameterdarstellung der Geraden aus zwei Punkten sollte nun kein Problem mehr darstellen.

Joshua2

Joshua2 aktiv_icon

22:26 Uhr, 13.05.2026

Antworten
Ja, danke

> Eine neue Frage, die von der ursprünglich ja völlig unabhängig ist,
> sollte auch einen neuen Thread wert sein!

Eine fünfte Möglichkeit zu zeigen, dass es kein r für unendlich viele Lösungen gibt, wäre ja die Schnittgerade von Ebene I und II der Ebenenschar zu bilden und die von Ebene II und III und dann nachzuweisen, dass die nicht kollinear sind.