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Vektoren und Geraden im Raum

Schüler Gymnasium,

Tags: Gerade, Raum, Vektor, Vektorgeometrie

 
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anika

anika aktiv_icon

16:51 Uhr, 07.02.2013

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Hallo!,
ich habe mal zwei Fragen:
1) Kann man sagen, dass wenn ein Skalarprodukt von zwei Vektoren gleich 0 ist, sie orthogonal zueinander sind? Wenn ja, warum?

2)Eine Aufgabe, die ich bearbeitet habe lautet: Ein Passagierflugzeug passiert im Moment den Punkt A(1|6|2) und fliegt gerade in Richtung u=(432).
Die Instrumente dieser Maschine zeigen ein weiteres Flugzeug im Luftraum, ein kleines Sportflugzeug. Dieses wird gerade im Punkt B(12|11|8) angezeigt und scheint in Richtung (6-24) zu fliegen (die Flugzeuge folgen ihrer bisherigen Flugbahn).
Untersuchen Sie, ob Kollisionsgefahr besteht und bestimmen Sie ggf. den möglichen Kollisionspunkt.

Nun sollten die Gleichungen gleichgesetzt werden, also:
(162)+k(432)=(12118)+k(6-24)|-k(432);-k(6-24)
=(162)+(12118)=k(432)-k(6-24)

stimmt das so weit?
was ich nicht verstehe ist, warum man die Gleichungen miteinander gleichsetzen soll. Wie kann man da den Kollisionspunkt herausfinden?
Hilfe wäre nett :-)



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Femat

Femat aktiv_icon

17:23 Uhr, 07.02.2013

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Deine Geradengleichungen sind soweit gut überlegt.
Aber für die Parameter musst du 2 verschiedene Buchstaben nehmen.
Also nimm t statt k in der zweiten Gleichung.
Dann gibts 3 Gleichungen für den Kollisionspunkt.
X:4k+1=6t+12
Y:3k+6=-2t+11
Z:2k+2=4t+8

Jetzt musst du dieses Gleichungssystem lösen
Also die Parameter k und t bestimmen. Diese kannst dann in den Gleichungen einsetzen und damt die x,y und zKoordinate des Kollisionspunkts bestimmen.
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Chris193

Chris193 aktiv_icon

17:28 Uhr, 07.02.2013

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Hi,

und noch zur ersten Frage:

Das Skalarprodukt ist folgendermaßen definiert:

ab=abcos(α)

dabei ist α der Winkel zwischen den Vektoren a und b.

Überleg mal was passiert, wenn die beiden Winkel senkrecht zueinander stehen...

lg


anika

anika aktiv_icon

17:51 Uhr, 07.02.2013

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zu Chris193:
wenn sie senkrecht aufeinander stehen, ist der Winkel ja 90°,oder?
Wenn ich jetzt ein beliebiges Skalarprodukt in die Formel |a||b|cos(90) einsetze, kommt 0 heraus! Heißt dass, sie sind nur dann orthogonal zueinander, wenn der Winkel zwischen dem Betrag von a und b 90° ist? Dass heißt ja, dass meine Behauptung stimmen würde, oder?

zu Femat:
also, ich habe jetzt als GLS heraus:
4k-6l=11
3k+2l=5
2k-4l=6
nachdem ich das aufgelöst habe, kommen für k bzw. l einmal 2 und -12 heraus.
Was bedeutet dass? Schneiden sich die Geraden in diesem Punkt, oder muss man den auch noch herausfinden?
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Femat

Femat aktiv_icon

18:25 Uhr, 07.02.2013

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Jetzt kannst in der ersten Gleichung für k2 einsetzen und für t-12 gibt 9=9 also ist der x-Wert 9
Dann entprechend in zweiter Gleichung gibt 12=12 also y Komponente =12
Und das gleiche Spiel mit dritter Gleichung gibt 6 als z-Wert
Also der Kollisionspunkt hat die Koordinaten
(9;12;6)
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