Aufgabenbeispiele von Zwei Bedingungen
Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen
Normalenvektor
Beispiel:
Finde einen Vektor, der sowohl zu = als auch zu = orthogonal ist (der Nullvektor ist nicht erlaubt).
Da wir in keinem der beiden Vektoren eine "Null" in den Koordinaten finden, erhalten wir den Normalenvektor am schnellsten mit dem Vektorprodukt (Kreuzprodukt):
Gerade in E, die senkrecht auf g ist
Beispiel:
Bestimme eine Gerade h, die in der Ebene E: liegt und orthogonal zur Geraden g: verläuft.
Da die gesuchte Gerade h in der Ebene E liegt und orthogonal zu g steht, muss der Richtungsvevtor der gesuchten Geraden h sowohl zum Normalenvektor = von E als auch zum Richungsvektor = von g orthogonal stehen.
Weil beim Normalenvektor = in der x3-Koordinaten
eine 0 steht, wäre ja der Vektor für jedes t orthogonal zur Ebene, denn
Nun müssen wir noch das t so bestimmen, dass auch das Skalarprodukt mit dem Richungsvektor =⋅ =
4⋅t
Da ⋅=
Wir können jetzt also einen beliebigen Punkt der Ebene E als Aufpunkt für unsere gesuchte Gerade h nehmen:
liegt in E, da:
Die gesuchte Gerade ist also h:
Ebene, die g beinhaltet und ortho zu F
Beispiel:
Bestimme eine Ebene E, in der die Gerade g: liegt und die orthogonal zur Ebene F: steht.
Da die gesuchte Ebene die Gerade g beinhaltet und orthogonal zu F steht, muss der Normalenvektor der gesuchten Ebene E sowohl zum Normalenvektor = von F als auch zum Richungsvektor = von g orthogonal stehen.
Weil beim Normalenvektor = in der x1-Koordinaten
eine 0 steht, wäre ja der Vektor für jedes t orthogonal zur Ebene, denn
Nun müssen wir noch das t so bestimmen, dass auch das Skalarprodukt mit dem Richungsvektor =⋅ =
-3⋅t
Da ⋅=
Die gesuchte Ebene ist also E:
Gerade mit gl. Abstand zu E und F
Beispiel:
Der Punkt P hat sowohl von der Ebene E: als auch von der Ebene F: den gleichen Abstand d = 27. Bestimme die Gleichung einer Geraden, deren Punkte auch alle den Abstand d=27 von E und von F haben.
Wenn die Punkte der gesuchten Geraden alle den gleichen Abstand zu E haben, dann muss die Gerade parallel zu E sein. Der Richtungsvektor muss also orthogonal zum Normalenvektor von E sein: ⋅ = 0.
Das gleiche gilt natürlich auch für die Ebene F, auch zu dieser Ebene muss g parallel sein. Auch hier muss also gelten, dass der Richtungsvektor
orthogonal zum Normalenvektor von F sein muss:
⋅ = 0.
Wir suchen also einen Richtungsvektor, der sowohl orthogonal zu als auch zu ist. Dieses Problem kennen wir ja bereits und können wir mit dem Vektorprodukt (Kreuzprodukt) lösen:
= -36⋅
Als Stützvektor dieser Geraden brauchen wir einen Punkt, der von beiden Ebenen den gleichen Abstand d=27 hat. Dafür können wir natürlich einfach den Ortsvektor des gegebenen Punkts = nehmen.
Eine mögliche Gleichung solch einer Gerade wäre also g: .
Gerade mit gl. Abstand zu E und F
Beispiel:
Der Punkt P hat sowohl von der Ebene E: als auch von der Ebene F: den gleichen Abstand d = 10. Bestimme die Gleichung einer Geraden, deren Punkte auch alle den Abstand d=10 von E und von F haben.
Wenn die Punkte der gesuchten Geraden alle den gleichen Abstand zu E haben, dann muss die Gerade parallel zu E sein. Der Richtungsvektor muss also orthogonal zum Normalenvektor von E sein: ⋅ = 0.
Das gleiche gilt natürlich auch für die Ebene F, auch zu dieser Ebene muss g parallel sein. Auch hier muss also gelten, dass der Richtungsvektor
orthogonal zum Normalenvektor von F sein muss:
⋅ = 0.
Wir suchen also einen Richtungsvektor, der sowohl orthogonal zu als auch zu ist. Dieses Problem kennen wir ja bereits und können wir mit dem Vektorprodukt (Kreuzprodukt) lösen:
= 4⋅
Als Stützvektor dieser Geraden brauchen wir einen Punkt, der von beiden Ebenen den gleichen Abstand d=10 hat. Dafür können wir natürlich einfach den Ortsvektor des gegebenen Punkts = nehmen.
Eine mögliche Gleichung solch einer Gerade wäre also g: .