Mathematik

Das hast du gelernt

Lagebeziehungen Gerade-Ebene:

  • Gerade in Ebene: v n = 0 \vec{v} \cdot \vec{n} = 0 und Stützpunkt in Ebene
  • Gerade schneidet Ebene: v n 0 \vec{v} \cdot \vec{n} \neq 0
  • Gerade parallel zu Ebene: v n = 0 \vec{v} \cdot \vec{n} = 0 und Stützpunkt nicht in Ebene

Schnittpunkt: Geradengleichung in Ebenengleichung einsetzen und nach Parameter auflösen

Winkel Gerade-Ebene: sin ( α ) = v n v n \sin(\alpha) = \frac{|\vec{v} \cdot \vec{n}|}{|\vec{v}| \cdot |\vec{n}|}

Prüfe dich

Aufgabe 1: Schnittpunkt bestimmen

Bestimme den Schnittpunkt von g : x = ( 1 2 0 ) + t ( 2 1 3 ) g: \vec{x} = \begin{pmatrix}1\\2\\0\end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix}2\\-1\\3\end{pmatrix} und E : x + 2 y + z = 5 E: x + 2y + z = 5 .

Einsetzen: ( 1 + 2 t ) + 2 ( 2 t ) + ( 0 + 3 t ) = 5 (1+2t) + 2(2-t) + (0+3t) = 5 1 + 2 t + 4 2 t + 3 t = 5 1 + 2t + 4 - 2t + 3t = 5 5 + 3 t = 5 t = 0 5 + 3t = 5 \Rightarrow t = 0

Schnittpunkt: S = ( 1 2 0 ) S = \begin{pmatrix}1\\2\\0\end{pmatrix}

Aufgabe 2: Lagebeziehung

Untersuche die Lagebeziehung zwischen g : x = ( 0 1 2 ) + t ( 1 2 1 ) g: \vec{x} = \begin{pmatrix}0\\1\\2\end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix}1\\-2\\1\end{pmatrix} und E : x + 2 y z = 0 E: x + 2y - z = 0 .

v n = 1 1 + ( 2 ) 2 + 1 ( 1 ) = 1 4 1 = 4 0 \vec{v} \cdot \vec{n} = 1 \cdot 1 + (-2) \cdot 2 + 1 \cdot (-1) = 1 - 4 - 1 = -4 \neq 0

Da das Skalarprodukt ungleich null ist, schneidet die Gerade die Ebene.

🎯 Abschluss