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Punkt auf Gerade bestimmen

Schüler Gesamtschule, 12. Klassenstufe

Tags: Gerade, rechter winkel, Rechtwinkliges Dreieck, Vektor

 
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birthdaycake-

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14:07 Uhr, 12.12.2016

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Die Aufgabe:
Gegeben sind die Punkte A(3|2|-1) und B(7|-4|6) sowie die Gerade g:x=(645)+r(-212). Bestimmen Sie einen Punkt C so auf der Geraden g, dass das Dreieck ABC einen rechten Winkel bei C hat.

Hierbei fällt mir ehrlich gesagt nichts großartig ein. Vielleicht rechnet man den Vektor von A bis B aus. Der Ansatz ist dann die Skalarproduktrechnung mit dem Richtungsvektor der Geraden einerseits und dem Vektor AB andererseits, um dann nachzurechnen, für welches r das Skalarprodukt 0 ergibt, weil das der Beweis dafür ist, dass sie orthogonal zueinander sind.

Bin ich auf der richtigen Fährte?

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

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Antwort
Bummerang

Bummerang

14:13 Uhr, 12.12.2016

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Hallo,

jedes Dreieck ABC mit einem rechten Winkel bei C hat einen Umkreis, bei dem A und B auf einem Durchmesser liegen und der Kreismittelpunkt ist der Mittelpunkt der Seite AB¯. Deshalb kannst Du von der Strecke AB¯ den Mittelpunkt errechnen und um diesen Mittelpunkt einen Kreis mit Radius 12|AB¯| festlegen. Die Kreisgleichung ist damit einfach aufzustellen. Der Punkt C soll ja auf der Geraden liegen und muss wegen dem rechten Winkel auf dem Kreis liegen. Also berechnet man die Schnittpunkte des Kreises mit der Geraden.
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Ginso

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14:25 Uhr, 12.12.2016

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Ein Punkt C auf der Geraden g hat die allgemeine Form (6-2r4+r5+2r).
Du musst jetzt r so wählen, dass das Skalarprodukt von AC und BC 0 ergibt.

AC=C-A=(6-2r-34+r-25+2r+1)=(3-2r2+r6+2r).
Genauso kannste auch BC ausrechnenen. jetzt das Skalarprodukt ausrechnen, gleich 0 setzen und nach r auflösen. die Lösung dann in g einsetzen und du hast den Punkt

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maxsymca

maxsymca

15:04 Uhr, 12.12.2016

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Hallo Bummerang,

da wir 3D unterwegs sind müsste man wohl eine Kugel anlegen statt des Kreises.
Es gibt 2 Punkte auf g.
Ob der Fragesteller kugeliges anfassen kann?
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Bummerang

Bummerang

17:35 Uhr, 12.12.2016

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Hallo maxsymca,

richtig, Kugel statt Kreis. Macht die Rechnung u.U. etwas aufwändiger aber nicht wirklich schwieriger.
birthdaycake-

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20:18 Uhr, 12.12.2016

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@Ginso:
Okay, dann habe ich als Skalarproduktrechnung folgendes raus:
((3-2r)(-1-2r))+((2+r)(8+r))+((6+2r)(-1+2r))=0

Ich bin mir jetzt aber nicht sicher, ob das zu viele Klammern sind. Wenn ich so nach r auflösen würde, bekäme ich zwei r-Werte; zum einen -0,78 und -0,1. Das sind ganz komische Werte, die irgendwie falsch scheinen.

Wenn ich jetzt aber ein paar Klammern weglasse:
(3-2r-1-2r)+(2+r8+r)+(6+2r-1+2r)=0
dann kommt raus r=-1,22

Man könnte meinen, ich kann einfach r einsetzen und das Skalarprodukt von AC und BC ausrechnen und das r, für welches es 0 ergibt, ist der richtige Wert, aber dann habe ich wieder das Klammersetzungsproblem und es kommen verschiedene Sachen raus.

Welche ist nun die richtige Schreibweise?
Antwort
Ginso

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20:30 Uhr, 12.12.2016

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Die erste ist schon richtig, die einzelnen Koordinaten sind jeweils ein Faktor und müssen daher geklammert werden. Es kann durchaus 2 Möglichkeiten geben.
Allerdings sind deine Ergebnisse falsch, die Rechnung solltest du nochmal überprüfen(Die Gleichung hast du richtig aufgestellt)
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Respon

Respon

20:44 Uhr, 12.12.2016

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9r2+16r+7=0
r1=-1
r2=-79
Frage beantwortet
birthdaycake-

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21:33 Uhr, 12.12.2016

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Danke, zusammen. Hat mir geholfen.
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birthdaycake-

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21:33 Uhr, 12.12.2016

Antworten
Danke, zusammen. Hat mir geholfen.
Frage beantwortet
birthdaycake-

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21:34 Uhr, 12.12.2016

Antworten
Danke, zusammen. Hat mir geholfen.