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Aufgabe:

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Problem/Ansatz:

Ich habe λ1=1, λ2=1, λ3=-1 v1=(210) \begin{pmatrix} 2\\1\\0 \end{pmatrix} ,v2=(201) \begin{pmatrix} -2\\0\\1 \end{pmatrix} und v3=(1/211) \begin{pmatrix} 1/2\\-1\\1 \end{pmatrix} . Wie mache ich von hier weiter?

Text erkannt:

Die Abbildung xAx x \mapsto A x mit
A=19(744418481) A=\frac{1}{9}\left(\begin{array}{ccc} 7 & 4 & -4 \\ 4 & 1 & 8 \\ -4 & 8 & 1 \end{array}\right)
beschreibt eine Spiegelung im R3 \mathbb{R}^{3} an einer Ebene E E . Bestimmen Sie diese Eb

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v1 und v2 müssen in der Ebene liegen und v3 muss der Normalenvektor sein.

E: 1/2·x - 1·y + 1·z = 0

oder besser

E: x - 2·y + 2·z = 0

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Falls ihr die Aufgabe "einfach nur" lösen sollt, geht es einfacher.

Es gilt 19(744418481)(000)=(000) \frac{1}{9}\left(\begin{array}{ccc} 7 & 4 & -4 \\ 4 & 1 & 8 \\ -4 & 8 & 1 \end{array}\right)\cdot \begin{pmatrix} 0\\0\\0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0\\0\\0 \end{pmatrix} , also wird bei der Spiegelung der Ursprung auf den Ursprung abgeildet, und die Spiegelebene verläuft durch den Ursprung und hat also die Form ax+by+cz=0. Jetzt nehme ich mir mal noch einen anderen Punkt, z.B. (1,0,0).

Es gilt 19(744418481)(100)=19(744) \frac{1}{9}\left(\begin{array}{ccc} 7 & 4 & -4 \\ 4 & 1 & 8 \\ -4 & 8 & 1 \end{array}\right)\cdot \begin{pmatrix} 1\\0\\0 \end{pmatrix} = \frac{1}{9}\cdot \begin{pmatrix} 7\\4\\-4 \end{pmatrix} .

Es wird also (1|0|0)  abgebildet auf (7/9 |4/9 | -4/9).

Die Spiegelebene verläuft durch den Mittelpunkt dieser beiden Punkte und steht senkrecht auf deren Verbindungslinie, die den Richtungsvektor (2/94/94/9)\left(\begin{array}{ccc} -2/9\\ 4/9 \\ -4/9 \end{array}\right). Damit haben wir auch den Normalenvektor dieser Ebene.

Eine Gleichung der Spiegelebene ist also -2x+4y-4z=0.

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