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In unserem Beispiel hängen alle drei Koordinaten von $a$ ab. Es handelt sich aber auch um eine Geradenschar, wenn z. B. nur eine Koordinate von einem Scharparameter abhängt. Der Richtungsvektor ist allerdings fixiert. Das bedeutet, dass alle Geraden der Geradenschar die gleiche Richtung im Raum haben. Sie sind also parallel zueinander. Geradenschar aufgaben vektor dan. Man nennt eine solche Geradenschar auch Parallelenschar. Scharparameter im Richtungsvektor Im nächsten Beispiel ist der Scharparameter im Richtungsvektor der Parameterdarstellung der Geraden $h_{a}$. Auch hier soll wieder gelten, dass für beide Parameter eine beliebige reelle Zahl eingesetzt werden kann: $h_{a}:\vec x=\begin{pmatrix} 1\\ 2\\ 3 \end{pmatrix}+t\cdot \begin{pmatrix} 2a\\ -3+a\\ a \end{pmatrix}$ Der Stützvektor ist bei allen Geraden der Geradenschar gleich. Das bedeutet, dass diese durch den gemeinsamen Fixpunkt $S(1|2|3)$ verlaufen. Es bildet sich ein sogenanntes Geradenbüschel. Nur der Richtungsvektor hängt vom Parameter $a$ ab. Somit hat jede Gerade der Schar eine andere Steigung bzw. Richtung im Raum.
Wir haben die 6 zu bohrenden Tunnel als Geradenschar g_a gegeben mit a aus {0, 2, 4, 6, 8, 10}. Ebenso sind die Punkte A, B, H1, H2 gegeben mit dem Zusatz, dass ein gerader Tunnel zwischen A und B existiert den wir mit T bezeichnen wollen. Es gilt nun folgende 3 Fragen zu beantworten: 1. ) Existiert ein Schnittpunkt S von g_a und T? 1. 1) Falls ein solcher Schnittpunkt S existiert, wie lautet er? 2. ) Liegen die Punkte H1 und H2 auf g_a? 3. ) Existiert ein gültiges a für g_a, so dass der Richtungsvektor Normalenvektor zur x-y- Ebene ist? Gleichung einer Geradenschar bestimmen, Vektoren | Mathelounge. Zur Lösung von 1. ) Es gilt zunächst T zu berechnen: T: x (t) = A + ( B - A)*t mit t aus [0, 1]!!! (Der Tunnel geht schließlich nur von A nach B) Es gilt nun das LGS: g_a = T zu lösen. Man erhält falls denn Lösungen existieren ein r(a) (oder ein entsprechendes t(a)), so dass man den Schnittpunkt S in Abhängigkeit von a darstellen kann (S = S(a) wenn man so will) Existiert nun S(a) für ein a aus {0, 2, 4, 6, 8, 10}, so ist diese Aufgabe gelöst und die Antwort lautet: A(1): Ja es existiert mindestens ein Schnittpunkt S.
Sei v_a der Richtungsvektor von g_a. Es folgt, dass v_a orthogonal zur x-y-Ebene ist, wenn v_a nur eine z-Komponente ungleich 0 besitzt. Es gilt also das LGS: v_a(x) = 0 (v_a(x) entspricht x-Komponente von v_a) v_a(y) = 0 (analog) unter der Nebenbedingung: |v_a(z)| > 0 und a aus {0, 2, 4, 6, 8, 10} zu lösen. Zunächst berechnet man die Lösungmenge L(a) aller a die das LGS erfüllen. Im nächsten Schritt berechnet überprüfst du welcher dieser a´s aus L(a) denn auch in {0, 2, 4, 6, 8, 10} liegen. Die a´s die in beiden Mengen enthalten sind gilt es nun in v_a einzusetzen. Geradenschar aufgaben vektor multiplikation. Du erhälst dann nun Lösungen v_k dessen z-Komponente nun auf Ungleichheit mit 0 geprüft werden muss ( |v_a(z)| > 0). Gibt es nun a´s die alle diese Bedingungen erfüllen, so liegt in diesen Fällen ein Richtungsvektor senkrecht zur x-y-Ebene vor und damit würde ein Tunnel senkrecht zur ebenen Oberfläche gegraben.
An dieser Stelle werde ich demnächst analog zu den Klassenarbeiten und Klausuren auch meine Abituraufgaben mit Lösungen veröffentlichen.
Inhalt Definition Geradenschar Scharparameter im Stützvektor Scharparameter im Richtungsvektor Scharparameter in Stütz- und Richtungsvektor Geradenscharen – Berechnungen Definition Geradenschar Eine Geradenschar besteht aus Geraden, die in der Geradengleichung einen weiteren Parameter, den sogenannten Scharparameter haben. Zu jedem Wert des Scharparameters gehört eine Gerade der Schar. Es ist also ein Verbund von unendlich vielen, ähnlichen Geraden. Diese formale Definition klingt erstmal kompliziert. Einfacher wird es, wenn du dir die verschiedenen Fälle ansiehst. Denn der zusätzliche Parameter kann im Stützvektor, Richtungsvektor oder in beiden Vektoren vorkommen: Scharparameter im Stützvektor Beim folgenden Beispiel ist der Scharparameter $a$ im Stützvektor der Parameterdarstellung der Geraden $g_{a}$. Sowohl für $a$ als auch für $t$ kannst du eine beliebige reelle Zahl einsetzen, es gilt also: $a, t\in\mathbb{R}$. Geradenschar aufgaben vektor blue 4c linie. Die Geradengleichung lautet: $g_{a}:\vec x=\begin{pmatrix} 1-a \\ 2a\\ 3+a \end{pmatrix}+t\cdot \begin{pmatrix} 2 \\ 1\\ -1 \end{pmatrix}$ Der Stützvektor hängt also von $a$ ab, er ist nicht fix.
Die Geraden verlaufen nicht durch einen Fixpunkt und die Richtung einer jeder Geraden ist anders. Geradenscharen – Berechnungen Keine Angst vor Geradenscharen! Denn egal, ob du eine einzelne Gerade gegeben hast oder eine ganze Geradenschar: Die grundsätzlichen Vorgehensweisen bei vielen Berechnungen bleiben gleich! Die Ergebnisse sind allerdings oft nicht konkret, sondern hängen vom Scharparameter ab. Zum Beispiel bei der Berechnung der Schnittpunkte mit den Koordinatenachsen. Manchmal ist aber auch gefragt, welchen konkreten Wert der Scharparameter annehmen muss, damit ein bestimmter Sachverhalt erfüllt ist. Geradenscharen Vektoren - Besondere Auswirkung von Parametern | Mathelounge. Zum Beispiel, welche Gerade der Schar durch einen bestimmten Punkt verläuft. Alle Videos zum Thema Videos zum Thema Geradenscharen (2 Videos) Alle Arbeitsblätter zum Thema Arbeitsblätter zum Thema Geradenscharen (2 Arbeitsblätter)
Ähnlich zu den Ebenenscharen verwandelt ein zusätzlicher Parameter die Parmeterform einer Gerade in eine Schar von Geraden. Auch die Geradenscharen können ganz unterschiedliche Lagen zueinander haben. Zwei besondere Typen, die Schar paralleler Geraden und das Geradenbüschel kommen in Aufgaben häufiger vor. In diesem Beitrag werden einige Grundaufgaben vorgestellt. Merke: Die Gleichungssysteme, die bei Geradenscharen entstehen lassen sich in vielen Fällen nicht mit dem GTR lösen. Häufig gibt es Produkte von Parametern, d. h. die Gleichungssysteme sind nicht linear. a) Die Geraden des Büschels haben einen gemeinsamen Stützvektor, der Parameter steht im Richtungsvektor. b) Die Geraden der parallelen Schar haben den Richtungsvektor gemeinsam, der Parameter steht im Stützvektor. Einige Grundaufgaben im Video Gleichungssysteme, die Produkte der Parameter enthalten, z. Geradenscharen – Lerne die Berechnung und Konstruktion. B. a·r, können nicht mit dem GTR, sondern nur "zu Fuß" mit dem Gauß- und/oder dem Einsetzverfahren gelöst werden.