Mathematik

Das hast du gelernt

Koordinatenform: a x + b y + c z = d ax + by + cz = d mit Normalenvektor n = ( a b c ) \vec{n} = \begin{pmatrix}a\\b\\c\end{pmatrix}

Kreuzprodukt: u × v \vec{u} \times \vec{v} ergibt einen Vektor senkrecht zu beiden Ausgangsvektoren

Abstand Punkt-Ebene: d ( P , E ) = a x 0 + b y 0 + c z 0 d a 2 + b 2 + c 2 d(P,E) = \frac{|ax_0 + by_0 + cz_0 - d|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}}

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Aufgabe 1: Koordinatenform bestimmen

Bestimme die Koordinatenform der Ebene durch die Punkte A ( 1 0 1 ) A(1|0|1) , B ( 2 1 0 ) B(2|1|0) und C ( 0 1 2 ) C(0|1|2) .

Spannvektoren:

  • A B = ( 1 1 1 ) \vec{AB} = \begin{pmatrix}1\\1\\-1\end{pmatrix}
  • A C = ( 1 1 1 ) \vec{AC} = \begin{pmatrix}-1\\1\\1\end{pmatrix}

Normalenvektor: n = A B × A C = ( 2 0 2 ) \vec{n} = \vec{AB} \times \vec{AC} = \begin{pmatrix}2\\0\\2\end{pmatrix}

Koordinatenform: 2 x + 2 z = d 2x + 2z = d

Mit Punkt A: 2 1 + 2 1 = 4 2 \cdot 1 + 2 \cdot 1 = 4

Ergebnis: 2 x + 2 z = 4 2x + 2z = 4 oder vereinfacht: x + z = 2 x + z = 2

Aufgabe 2: Abstand berechnen

Berechne den Abstand des Punktes P ( 3 2 1 ) P(3|2|1) zur Ebene x + 2 y + 2 z = 9 x + 2y + 2z = 9 .

d ( P , E ) = 3 + 2 2 + 2 1 9 1 2 + 2 2 + 2 2 = 9 9 3 = 0 d(P,E) = \frac{|3 + 2 \cdot 2 + 2 \cdot 1 - 9|}{\sqrt{1^2 + 2^2 + 2^2}} = \frac{|9 - 9|}{3} = 0

Der Punkt liegt auf der Ebene (Abstand = 0).

🎯 Abschluss