Mathematik?

1 Antwort

Die Vektoren (1; -4; -2) und (-2; -1; 1) spannen genau dann ein Rechteck auf, wenn sie zueinander senkrecht stehen. Um herauszufinden, ob zwei Vektoren senkrecht aufeinander stehen, prüfst du, ob ihr Skalarprodukt 0 ergibt.

Die Eckpunkte des Rechtecks erhältst du, indem du für die Parameter r, s die Kombinationen der Randpunkte des angegebenen Intervalls einsetzt, also:

  • r = -1; s = -1
  • r = -1; s = 2
  • r = 2; s = -1
  • r = 2; s = 2
Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Studium der Mathematik
Josua554 
Fragesteller
 14.06.2023, 19:30

Um die Ebene e zu bestimmen, mache ich aus den Eckpunkten eine Ebene?

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BorisG2011  14.06.2023, 19:36
@Josua554

Das Viereck ist eine Teilmenge der Ebene E, an der du interessiert hast. Die Gleichung des Vierecks ist zugleich auch die Gleichung der Ebene, allerdings nehmen die Parameter r, s unabhängig voneinander alle reellen Zahlen an (in anschaulicherer Sprache: r, s laufen unabhängig voneinander von minus Unendlich bis Unendlich.)

Du hast also bereits eine Gleichung der Ebene E. Natürlich könntest du auch noch eine andere Gleichung für die gleiche Ebene aufstellen,aber dafür sehe ich keine Notwendigkeit.

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Josua554 
Fragesteller
 14.06.2023, 19:49
@BorisG2011

Und wie untersuche ich, ob die Lotfus Punkte im Rechteck V liegen

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BorisG2011  14.06.2023, 19:58
@Josua554

Die Lotfußpunkte liegen in der Ebene E. Dass heißt, dass es zu jedem Lotfußunkt, eindeutige Werte der Parameter r, s geben muss, die, in die Ebenengleichung eingesetzt, die Koordinaten des Lotfußpunkts ergeben. Wenn nun diese eindeutlgen Werte für r und s beide im Intervall [-1; 2] liegen, liegt der Lotfußpunkt im Rechteck V, ansonsten außerhalb des Rechtecks v.

Die benötigten Werte von r und s erhältst du, indem du den Lotfußpunkt gleichsetzt der Ebene und das erhaltene Gleichungssystem nach r und s auflöst. Wir haben hier drei Gleichungen mit 2 Unbekannten, das aber für einen fehlerfrei bestimmten Lotfußpunkt eine eindeutige Lösung inden Unbekannten r, s haben muss.

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Josua554 
Fragesteller
 14.06.2023, 20:14
@BorisG2011

Ich habe für Lq ganz komische Werte. Ich ergänze meine Frage.

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Josua554 
Fragesteller
 14.06.2023, 20:16
@BorisG2011

Für die Lotgerade Q nehme ich doch einfach den Punkt und den Normalenvektor oder?

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BorisG2011  14.06.2023, 20:19
@Josua554

Richtig. Die Lotgerade geht durch den Punkt Q und ihr Richtungsvektor ist der Normalenvektor der Ebene. Der Lotfußpunkt ergibt sich dann als gemeinsamer Punkt von Ebene und Gerade.

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BorisG2011  14.06.2023, 20:40
@Josua554

Als Normalenvektor der Ebene erhalte ich [-6; 3; -9] und für die Lotgerade durch den Punkt Q mithin die Vektorgleichung

x = (-8; -4; 6) + t*(-6; 3; -9)

Das ist der Ebenengleichung gleichzusetzen und nach r, s, t aufzulösen. Ich erhalte r = 3/7, s= 36/7, t = -1/7

s liegt außerhalb des Intervalls [-1; 2], also trifft der Lotfußpunkt LQ nach meiner Rechnung nicht das Viereck V. Passt das zu deinen Ergebnissen?

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BorisG2011  14.06.2023, 20:46
@BorisG2011

Die Koordinaten des Lotfußpunkts von Q auf E erhältst du, indem du t in die im vorherigen Kommentar angegebene Geradengleichung einsetzt. Ich erhalte:

(-50/7; -31/7; 48/7)

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