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Für die Lage einer Geraden zu einer Ebene gibt es 3 Möglichkeiten: Die Gerade liegt in der Ebene drinnen Die Gerade ist parallel zur Ebene Die Gerade schneidet die Ebene Möchtet ihr die Lage einer Geraden zu einer Ebene bestimmen, geht ihr Schritt für Schritt so vor: Stellt sicher, dass die Ebene in Koordinatenform ist und die Gerade in Parameterform, wenn nicht müsst ihr diese noch umformen. Wie das geht, findet ihr im Artikel zum Umformen von Ebenengleichungen. Setzt die Geradengleichung in die Ebenengleichung ein (dabei ist die erste Zeile der Geradengleichung x1, die zweite Zeile x2, die 3. Zeile x3. Gerade liegt in ebene beispiel. (Im Beispiel könnt ihr euch dies noch genauer anschauen) Löst diese Gleichung und dann gibt es 3 Möglichkeiten, was ihr erhaltet: Die Gleichung ist für alle λ erfüllt, dass bedeutet ihr erhaltet ein Ergebnis, das wahr ist egal für welches λ. Z. B. 1=1 oder 2=2. In diesem Fall liegt die Gerade in der Ebene. Die Gleichung ist für kein λ erfüllt, dass bedeutet ihr erhaltet ein Ergebnis, das falsch ist egal für welches λ.
Der Richtungsvektor der Geraden darf nicht nicht orthogonal zum Normalenvektor liegen. Hier braucht man auch nur eine Bedingung. Es gibt schließlich nur drei mögliche Lagebeziehungen. Trifft diese Bedingung 1 zu, dann werden automatisch die beiden anderen Fälle (parallel/ineinander) ausgeschlossen. Gerade angeben, die in Ebene liegt. Daher kann nur noch Fall 3 (schneiden) zutreffen. 6. Links Wiedermal einige Videos, die das ganze etwas verdeutlichen sollen. Vor allem wie man's dann rechnet: Ebene in Parameterform und Gerade gegeben - wie liegen sie zueinander? Ebene in Normalenform und Gerade gegeben. Wieder die Frage, wie diese zueinander liegen. Und das ganze noch einmal, diesmal mit einer Geraden und einer Ebene in Koordinatenform.
Berechne den Abstand der Geraden g g von der Ebene E. E. Lösung mit Hessescher Normalenform 1. Erstelle von der Ebene E E die Hessesche Normalenform, indem du die Ebenengleichung mit 1 ∣ n ⃗ ∣ = 1 a 2 + b 2 + c 2 \dfrac{1}{|\vec n|}=\dfrac{1}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}} multiplizierst. Der Abstand der Geraden zur Ebene kann durch den Abstand eines Punktes von der Geraden zur Ebene bestimmt werden. Dabei reicht ein beliebiger Punkt der Geraden zur Abstandbestimmung aus, da alle Geradenpunkte den gleichen Abstand zur Ebene haben. Wähle z. B. den Aufpunkt P P der Geraden. 2. Setze P ( p 1 ∣ p 2 ∣ p 3) P(p_1|p_2|p_3) in E H N F E_{HNF} ein: Der Abstand der Geraden g g zur Ebene E E ist gleich d ( P, E) d(P, E). Gerade g angeben, die in der Ebene E liegt? (Mathe, Vektoren). Beispiel Gegeben sind eine Ebenengleichung in Koordinatenform E: 2 x 1 + 2 x 2 + x 3 − 8 = 0 E:\;2x_1+2x_2+x_3-8=0 und eine zu E E parallele Gerade g: X ⃗ = ( 1 4 1) + r ⋅ ( 1 0 − 2) g:\vec{X}=\begin{pmatrix}1\\4\\1\end{pmatrix}+r\cdot\begin{pmatrix} 1 \\0 \\ -2 \end{pmatrix}. Lösung Erstelle von der Ebene E E die Hessesche Normalenform, indem du die Ebenengleichung mit 1 ∣ n ⃗ ∣ \dfrac{1}{|\vec n|} multiplizierst.
26. 2012, 11:32 lgrizu Original von Padro ja, ich hab doch oben schon gesch riwe ben OT: Passt ja gut zum Ersthelfer der Schreibfehler 26. 2012, 12:01 Original von lgrizu ich hoffe NICHT, dass das gut zu MIR paßt
Der Abstand der Geraden g g zur Ebene E E ist: d ( g, E) = ∣ r ⋅ n ⃗ ∣ d(g, E)=|r\cdot \vec n|. Lösung Stelle eine Hilfsgerade h h auf, die durch den Aufpunkt P P der Geraden g g verläuft und die orthogonal zur Ebene E E liegt. Gerade liegt in Ebene. Der Normalenvektor n ⃗ = ( 2 2 1) \vec n= \begin{pmatrix}2\\2\\1\end{pmatrix} der Ebene E E ist der Richtungsvektor der Hilfsgeraden h h. Schneide die Hilfsgerade h h mit der Ebene E E. Setze dazu die Geradengleichung h h in die gegebene Ebenengleichung ein: 2 x 1 + 2 x 2 + x 3 − 8 \displaystyle 2x_1+2x_2+x_3-8 = = 0 \displaystyle 0 ↓ Setze h h in E E ein. 2 ⋅ ( 1 + 2 r) + 2 ⋅ ( 4 + 2 r) + 1 ⋅ ( 1 + r) − 8 \displaystyle 2\cdot (1+2r)+2\cdot(4+2r)+1\cdot(1+r)-8 = = 0 \displaystyle 0 ↓ Löse die Klammern auf und fasse zusammen. 2 + 4 r + 8 + 4 r + 1 + r − 8 \displaystyle 2+4r+8+4r+1+r-8 = = 0 \displaystyle 0 3 + 9 r \displaystyle 3+9r = = 0 \displaystyle 0 − 3 \displaystyle -3 9 r \displaystyle 9r = = − 3 \displaystyle -3: 9 \displaystyle:9 r \displaystyle r = = − 3 9 \displaystyle -\dfrac{3}{9} ↓ Kürze.