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Aufgabe:

Die Positionen von zwei Flugzeugen zur
Zeit t lassen sich in einem geeigneten Koordinatensystem durch die Gleichungen

g:x=(11,4|-2,28|0,66) +t ( -0,45|0,36|0,03)und h:x=(0,1|9|1,4)+t(0,32|-0,48|-0,02) beschreiben
(Längeneinheit 1 km, Zeiteinheit 10 s).
a) Berechnen Sie, in welchen Punkten sich die Flugzeuge nach 10, nach 50 und nach
140 Sekunden befinden und wie weit sie jeweils voneinander entfernt sind.
b) Prüfen Sie, ob die Flugbahnen sich kreuzen.
c) Prüfen Sie, ob es zu einer Kollision kommt.


Problem/Ansatz:

Leider komme ich bei Aufgabe b und c nicht weiter

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b)

Schnittpunkt über das Gleichsetzen der Geraden bestimmen.

[11.4, -2.28, 0.66] + r·[-0.45, 0.36, 0.03] = [0.1, 9, 1.4] + s·[0.32, -0.48, -0.02]

Löse das lineare Gleichungssystem. Ich erhalte r = 18 ∧ s = 10

Die Geraden schneiden sich im Punkt

S = [0.1, 9, 1.4] + 10·[0.32, -0.48, -0.02] = [3.3, 4.2, 1.2]

c)

Es kommt vermutlich zu keiner Kollision, weil die Flugzeuge im Abstand von 80 s den Schnittpunkt der Flugbahnen durchfliegen.

Avatar von 479 k 🚀
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c) folgt direkt aus b), wenn sich die Flugbahnen kreuzen und die Flugzeuge zur gleichen Zeit (also gleicher Parameter) am Schnittpunkt sind. Realistisch betrachtet, kann man da auch Abweichungen von wenigen Sekunden betrachten.

b) Hier geht es um die gegenseitige Lage zwei Geraden.

Vorgehen:

1. Prüfe, ob die Richtungsvektoren kollinear, also Vielfache voneinander sind.

2a) Falls ja, sind die Geraden echt parallel oder identisch. Führe dann eine Punktprobe mit dem Stützvektor der einen Geraden bei der anderen Gerade durch. Falls der Aufpunkt von Gerade g auf Gerade h liegt (oder umgekehrt), sind die Geraden identisch, andernfalls echt parallel.

2b) Falls nein, setze die beiden Geraden gleich und löse das lineare Gleichungssystem (Einsetzungsverfahren, Gauß, ...). Wenn du eine Lösung erhältst, haben die Geraden einen Schnittpunkt. Sonst sind sie windschief.

3. Im Fall von 2b) kannst du mit Einsetzen der Lösungswerte aus 2b) den Schnittpunkt berechnen. Setze dazu einen der Parameter in die zugehörige Geradengleichung ein und berechne damit den Ortsvektor des Schnittpunktes.

Wenn etwas unklar ist, melde dich.

Avatar von 11 k
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Hallo

b) prüfen ob sich die Bahnen kreuzen gibt es t1,t2 mit g=h

prüfen ob Kollision  falls b erfüllt, wenn t1=t2

Gruß lul

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