Bestimme die Punkte mit dem Abstand 3 von der Ebenen?

1 Antwort

       2 + r
g(r) = 3 + r
      -5

Der Normalenvektor der Ebene lautet n = (2,-1,-2). Dieser steht senkrecht auf der Ebene. Man wählt man einen beliebigen Punkt auf der Geraden g als Ortsvektor und n als Richtungsvektor. Das ergibt eine Schar von Geraden, die alle auf der Ebene senkrecht stehen:

         2 + r + s*2
h(r,s) = 3 + r - s
        -5     - s*2

Diese Geraden in die Ebene einsetzen, die Lösung ergibt die entsprechenden Schar von Lotfußpunkten:

2*(2+r+2*s) - (3+r-s) - 2*(-5-2s) = 8

Das aufgelöst ergibt s = -r/9 - 1/3

s in h einsetzen:

       2 + r + (-r/9 - 1/3)*2     4/3 +  7/9*r    
h(r) = 3 + r - (-r/9 - 1/3)   =  10/3 + 10/9*r
      -5     - (-r/9 - 1/3)*2   -13/3 +  2/9*r 

Jetzt brauchen wir noch die Abstände von h und g:

[(2 + r) - (4/3 + 7/9*r)]² + [(3 + r) - (10/3 + 10/9*r)]² + [-5 - (-13/3 + 2/9*r)]² = 3²

Das ergibt die quadratische Gleichung

1/9 r² + 2/3 r - 8 = 0

Lösung r1= 6, r2 =-12

Eingesetzt in g(r) ergibt das die gesuchten Punkte.