Vektoren Orthogonalität?

10/a) - (Schule, Mathematik, Abitur)

3 Antworten

Also du hast eine Gerade g gegeben. Gesucht sei nun eine Gerade h, welche orthogonal zu g verläuft und einen Schnittpunkt mit g hat.

Lasse nun also g die Form haben:

g: x = v*t + p    (Vektoren sind die markierten Variablen)

h habe nun die Form:

h : x = w*k +   

mit den noch Unbekannten Vektoren:  w, m

Der Richtungsvektor w der Gerade h muss aufgrund der geforderten Orthogonalität zu g orthogonal zu v sein. Es muss also gelten:

<v, w> = 0    (mit dem Standard-Skalarprodukt: < arg1, arg2 > )


Bei vorgegebenem Vektor v kann dies sehr einfach erreicht werden.

1.) Möglichkeit (im IR^3): 

w = v x p    (mit Kreuzprodukt   arg1 x arg2 )


2.) Möglichkeit (im IR^2):

Setze   w(x) = -v(y)   und  w(y) = v(x)

(wobei  w(x) die x-Komponente des w-Vektors bezeichnet)

--> Entspricht Drehung gegen den Uhrzeigersinn um 90°


3.) Möglichkeit (im IR^3):

3.1) Vektor v besitzt mindestens 2 Einträge die nicht 0 sind !!

--> Falls einer der Einträge von v nicht 0 ist, so setze einen beliebigen Eintrag zu 0.

--> Wende 2.) auf den "Rest" von v an (Vertauschen der nicht 0 Einträge)

3.2)

Der Vektor v besitzt 2 Null-Einträge. Daher setze bei w einfach an die Stelle , wo kein Null-Eintrag bei v steht, eine 0. Die anderen beiden Einträge können dann beliebig gesetzt werden.


Um einen Schnittpunkt zwischen h und g hervorzurufen machen wir es uns einfach, wir setzen den Aufpunkt m von h einfach gleich einem anderen beliebigen Punkt auf g, wir können also schreiben:

m = g(s)   mit  s aus IR beliebig



An deinem Beispiel:

v = (1, 9, 4)   

Ich wende darauf nun 3.1) an:

--> w = (-4, 0, 1)


p = (4, 4, 3) = g(s = 0)


Somit wäre eine mögliche Form von h:

h: x = g(s = 0) + k*(-4, 0, 1)  = (4, 4, 3) + k*(-4, 0, 1) 

Denn Stützvektor übernehmen ist eine gute,Idee . Dann hast du die 1. Bedinung erfüllt, nämlich dass es einen gem. Punkt gibt, bzw. Schnittpunkt gibt.

Die RV müssen orthogonal sein. Also RV1 * RV2 = 0

Überprüfe mal das nochmal!


XoRaXDesignz 
Fragesteller
 04.12.2016, 01:01

Ok danke. Ich glaube mein Fehler lag darin das ich den RV1 mit einem neuen Vektor (b1:b2;b3) multipliziert habe. Da habe ich für b1=0 und b2=3 gesetzt. Dann das Skalas Produkt gebildet und einfach aufgelöst. Das müsste doch eig. gehen ?

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IIZI9I5II  04.12.2016, 01:05
@XoRaXDesignz

Die ska. Mul. von 2 Vektoren ist doch definiert als (x,c,v) * (a,s,d) = x*a + c*s+v*d=....

Als RV2 kannst du einfach diesen Vektor nehmen: (-4,0,1)

RV1 * RV2 =0  ---->  -4*1+ 0*9 + 1*4=0=orthogonal!

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Du kannst es kontrollieren, indem du die beiden Geraden gleichsetzt und damit den Schnittpunkt herausfindest. Wenn es keinen Schnittpunkt gibt, hast du irgendwo einen Fehler gemacht.