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Mathe, Winkel im Raum

Schüler

Tags: Flächenihalt, Winkel, Würfel

 
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timo1010

timo1010 aktiv_icon

15:16 Uhr, 18.11.2020

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Folgende Aufgabe:
Die Ebene E schneidet einen Würfel mit der Kantenlänge 10 cm. Dabei entsteht das Viereck PQRS.
a.) Koordinaten des Punktes R bestimmen
b) Flächeninhalr des Vierecks PQRS ausrechnen
c) Innenwinkel des Vierecks bestimmen

Lösungsansätze:
a)R(2,5|10|10) (abgelesen)
b) ich weiß, dass ich das parallelogramm zum Rechteck machen muss (A=ah) jedoch weiß ich nicht wie ich die seitenlangen Beerechne kann.
c) Weiß wie, brauche allerdings die seitenlangen......

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Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

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rundblick

rundblick aktiv_icon

18:35 Uhr, 18.11.2020

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.
"a)R(2,5|10|10) (abgelesen)"

"ablesen" gilt hier wohl nicht (warum nur ? ).. :-)

also : die Koordinaten von R sollst du wohl berechnen .. zB so :

a): stelle eine Gleichung der Ebene E durch P(10/0/5),Q(10/10/2),S(5/0/10) auf :
(zB in der Form ax+by+cz-d=0)
b): der Punkt R liegt in E.. und du kennst ja zwei seiner Koordinaten: y=10 und z=10.
setze die in die Gleichung von E ein und du kannst so den x-Wert von R genau bekommen

und siehe .. du wirst dann wohl einen leicht anderen Wert als 2,5 für x bekommen .. :-)

mach mal soweit ...

---------
und nachher dann dazu:
"b) Flächeninhalr des Vierecks PQRS ausrechnen "

da schlage ich dir vor, das Viereck durch Einzeichnen zB der Diagonale PR in
zwei Dreiecke PRS und PQR zu zerlegen .
die beiden Dreiecksflächen sind dann leicht direkt zu berechnen ..usw..

Frage: welche Grundkenntnisse hast du über Vektoren ?
.. zB kennst du das "Vektorprodukt" (="Kreuzprodukt?)



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abakus

abakus

20:15 Uhr, 18.11.2020

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Zunächst mal wäre für den Fragesteller der Hinweis angebracht, dass es gar kein Parallelogramm, sondern ein Trapez (sogar ein sleichschenkliges Trapez) ist.

"Frage: welche Grundkenntnisse hast du über Vektoren ?"
Die Frage ist berechtigt, wenn man auf einen bestimmten Lösungsweg fokussieren will.
Nichtsdestoweniger ist die Aufgabe auch ohne Vektoren leicht lösbar, weil alle in der Flächenformel benötigten Längen des Trapezes mit dem Satz des Pythagoras ermittelbar sind.
timo1010

timo1010 aktiv_icon

18:35 Uhr, 19.11.2020

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Hab’s gerade gemacht: komme auf 2, also ist R(2|10|10)... ist das richtig?!
timo1010

timo1010 aktiv_icon

19:11 Uhr, 19.11.2020

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Für den Flächeninhalt habe ich folgendes:
A PRS =36,1
A PRQ =57,8
A gesamt ca. 93,9.
stimmt das?

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abakus

abakus

19:29 Uhr, 19.11.2020

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Seite PS: Nach Pythagoras 52.
Seite QR: Nach Pythagoras 82.
Abstand zwischen PS und QR: Nach Pythagoras 104,5.
Die Fläche ist demzufolge 6,5209.
Das ist tatsächlich rund 93,9.
timo1010

timo1010 aktiv_icon

20:23 Uhr, 19.11.2020

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Ich brauche dich nochmal Hilfe bei den Winkeln ...
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Respon

Respon

21:26 Uhr, 19.11.2020

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Du hast von deinem Trapez alle notwendigen Größen.
Berechne den Winkel α mittels einer geeigneten Winkelfunktion.
z.B. tan(α)=ha-c2

Die anderen Winkel ergeben sich dann aus den Eigenschaften des gleichschenkeligen Trapezes.

( Oder du verwendest die Vektoren der Trapezseiten. )

Trapez
timo1010

timo1010 aktiv_icon

12:20 Uhr, 20.11.2020

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Ich verstehe die Formel nicht... gibt es eine andere möglichkeit die innenwinkel zu berechnen?

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Respon

Respon

12:46 Uhr, 20.11.2020

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Was genau verstehst du nicht ?
Die Definition des tan?

Mit Vektoren erscheint es mir fast leichter, du hast ja die Koordinaten der Eckpunkte des Trapezes.
QP=(0-103)    und  QO=(-808)
Bezeichnen wir den Winkel bei Q mit α.

cos(α)=QPQO|QP||QO|=(0-103)(-808)109128=32109α78,28 °


Mittels tan mit der elementargeometrischen Methode bekommst du den gleichen Wert.

Winkel
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Respon

Respon

13:13 Uhr, 20.11.2020

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Und ? Alles klar ?
timo1010

timo1010 aktiv_icon

13:54 Uhr, 20.11.2020

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Verstanden :-))
timo1010

timo1010 aktiv_icon

14:20 Uhr, 20.11.2020

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So richtig?

Winkel Punkt P: 101,7°
Winkel Punkt Q 78,3°
Winkel Punkt R 78,3°
Winkel Punkt S101,7 °
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Respon

Respon

14:37 Uhr, 20.11.2020

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Bingo !