Gerade orthogonal zu Ebenenschar?

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Es gibt keine Gerade, die orthogonal zu allen Ebenen der Ebenenschar...



...verläuft.

Die von dir angegebene Gerade g verläuft aber zumindest ortogonal zur Ebene E₋₅.

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Übrigens: Eine Gerade verläuft genau dann orthogonal zur Ebene Eₐ, wenn der Richtungsvektor der Geraden ein Vielfaches des Normalenvektors ( 3a | 2a | -5 ) der Ebene Eₐ ist.

Eine Parameterform der Ebene braucht man hier gar nicht. Das wäre ein umständlicher Umweg.

Man kann aber beispielsweise einfach 3 Punkte der Ebene ermitteln, beispielsweise die Schnittpunkte (10/3 | 0 | 0) und (0 | 5 | 0) und (0 | 0 | -2a) mit den Koordinatenachsen. [Die Punkte erhält man, indem man x₂ = x₃ = 0 bzw. x₁ = x₃ = 0 bzw. x₁ = x₂ = 0 einsetzt und nach der verbleibenden Variable x₁ bzw. x₂ bzw. x₃ auflöst.] Mit den 3 Punkten kann man dann wie gewohnt eine Gleichung in Parameterform aufstellen.

Math262 
Fragesteller
 05.05.2020, 18:56

Vielen Dank für deine Antwort mihusu.

Könntest du mir noch schreiben wie du auf die a=-5 gekommen bist? Oder hast du einfach mit ausprobieren das richtige rausbekommen?

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mihisu  05.05.2020, 19:01
@Math262

Eine Gerade verläuft genau dann orthogonal zur Ebene Eₐ, wenn der Richtungsvektor der Geraden ein Vielfaches des Normalenvektors ( 3a | 2a | -5 ) der Ebene Eₐ ist.

Der Richtungsvektor deiner Geraden g ist (3 | 2 | 1). Wenn die Gerade g also orthogonal zu einer der Ebenen Eₐ verlaufen soll, muss es eine Zahl k geben, so dass gilt:

(3 | 2 | 1) = k ⋅ ( 3a | 2a | -5 )

(3 | 2 | 1) = ( k ⋅ 3a | k ⋅ 2a | k ⋅ (-5) )

Ein Vergleich der letzten Einträge liefert die Gleichung 1 = k ⋅ (-5), weshalb k = -1/5 sein muss.

(3 | 2 | 1) = ( -1/5 ⋅ 3a | -1/5 ⋅ 2a | -1/5 ⋅ (-5) )

(3 | 2 | 1) = ( -3/5 ⋅ a | -2/5 ⋅ a | 1 )

Ein Vergleich der ersten Einträge liefert die Gleichung 3 = -3/5 ⋅ a, weshalb a = -5 sein muss. Für a = -5 stimmt auch die Gleichung 2 = -2/5 ⋅ a für die mittleren Einträge.

Demnach ist die Gerade g für a = -5 orthogonal zur Ebene Eₐ.

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Math262 
Fragesteller
 05.05.2020, 19:44
@mihisu

Vielen Dank für deine Antwort 👍

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