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Wie oder nach welchem Schema löse ich diese Aufgabe :

In welchem Punkt P scheidet die Gerade g: r(t) = (4,-4,6) + t*(-5,5,-11)
die Ebene E: x-y+4z+4=0 ?

Das Ergebnis liegt mir vor, jedoch fehlt mir der Weg dorthin.
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Mitglieder mathef und -Wolfgang- haben dir ja den Weg beschrieben. Da mich diese Aufgabe auch interessiert hat, habe ich sie ebenfalls gelöst:

1. Schritt ist optional (nur für das Zeichnen von Interesse)

E: x-y+4z+4=0

Von Koordinatenform in Parameterform:

x - y + 4z + 4 = 0
4z = -x + y -4 
z = -1 - 0,25x + 0,25y

$$ \text{E:} \quad \begin{pmatrix} x \\ y \\ z \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ -1 \end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ -0,25 \end{pmatrix} + u \cdot \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0,25 \end{pmatrix} $$


2. Berechnen gemäß Komponentengleichungen (vgl. andere Antworten): 
Für die Gerade gilt: x = 4-5t y = -4+5t z = 6-11t
in E:x-y+4z+4=0 einsetzen

x - y + 4*z + 4 = 0
(4-5t) - (-4+5t) + 4*(6-11t) + 4=0
4-5t + 4-5t+4*6-4*11t + 4=0
12-10t+24-44t=0
36-54t+=0
36 = 54t
t = 36/54
t = 2/3

t in r(t):
r(t) = (4,-4,6) + t*(-5,5,-11)
r(2/3) = (4,-4,6) + 2/3*(-5,5,-11)
r(2/3) = (4,-4,6) + (2/3*(-5),2/3*5,2/3*(-11))
r(2/3) = (4,-4,6) + (-10/3,10/3,-22/3)
r(2/3) = (4,-4,6) + (-3,333333333333333,3,333333333333333,-7,333333333333333)
r(2/3) ≈ (4|-4|6) + (-3,333|3,333|-7,333)


3. Ebene und Gerade zeichen
Mit Geoknecht (Link).

S liegt auf der Ebene und auf der grünen Geraden. Es ist der Schnittpunkt. Richtig :)
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x - y + 4z + 4 = 0 

Zum Zeichnen eignet sich die Koordinatenform sehr gut.

Du kannst direkt die Achsenabschnitte ablesen.

x = - 4,

y = 4 und

z= -1

Schrägbild:

Bild Mathematik

Nun zeichnest du die Ebene so: 

Bild Mathematik

und noch die Spurgeraden der gegebenen Ebene (kannst du selber noch so zeichnen, dass die Sichtbakeit besser zu erkennen ist: 

Bild Mathematik

Danke für den Hinweis. Ich bin noch nicht 100% mit dem Thema vertraut.

Merkwürdigerweise erhalte ich mit deiner Variante aber eine andere Ebene.

Ebene mit meiner oben berechneten Parameterform hier.

Ebene mit deinen Spurpunkten hier.

Hier beide zusammen im Bild.

Wo liegt hier das Problem?
Kai


PS: Benutze auch den Geoknecht, dann kannst du dir das ungenaue Per-Hand-Zeichnen sparen ;)

"PS: Benutze auch den Geoknecht, dann kannst du dir das ungenaue Per-Hand-Zeichnen sparen ;) "

Ich skizziere von Hand und rechne nichts Unbenötigtes  ;)

Deine Graphen schau ich mir nachher mit chrome mal noch an. 

EDIT: Es gab doch mal eine Übersicht über die Videos, bei der man sehen kann, welche man schon geschaut hat. Wie ist der Link dorthin? Ist das nur für Kunden? Ich habe jetzt einfach mal https://www.matheretter.de/klassenstufen verlinkt. 

Na der Vorteil besteht darin, dass ich bei Geoknecht eine Zahl ändern kann und sofort das Resultat sehe. Zusätzlich kann ich 3d-Objekte zusammenbringen. Zum Beispiel der Ebenenvergleich oben hat mich 3 Sekunden Copy & Paste gekostet und schon sehe ich das Resultat. Interessanterweise schneidet die Gerade auch deine Ebene im berechneten Punkt S, hier ein Gesamtbild. Bitte zukünftig den Geoknecht benutzen ;-)

Und ja, nur Matheretter-Kunden steht die History zur Verfügung, was sie schon gesehen haben, nicht anonymen Besuchern.

Ah, ich hatte in dem "Gesamtbild" die Ebene falsch eingegeben.

Nun klappt es mit allen Werten: Gesamtbild (korrekt) mit den Spurpunkten!

0 Daumen

r(t) = (4,-4,6) + t*(-5,5,-11)gibt

x =4-5t   y=-4+5t    z=6-11t 

und das in  E: x-y+4z+4=0einsetzen

und das t aus rechnen.

Das in  r(t) = (4,-4,6) + t*(-5,5,-11) eingesetzt gibt den Schnittpunkt.

Avatar von 288 k 🚀
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Für deine Gerade gilt:

x = 4 - 5*t

y= -4 + 5*t

z = 6 - 11*t    [Vektorgleichung zeilenweise in drei Komponentengleichungen zerlegt]

Einsetzen in E ergibt t, t in Geradengleichung ergibt S.

Avatar von 86 k 🚀
Können Sie mir sagen ob folgendes damit richtig ist?

x=4-5t ; y=-4+5t ; z=6-11t

in E einsetzen:

(4-5t)+(4+5t)+(4*(6-11t))+4=0

t ausklammern:

4+4+4*6+4+t*(-5+5-11)=0

berechnen:

36-11t=0

nach t auflösen:

t=-36/-11

x - y + 4*z + 4 = 0

(4-5t) - (-4+5t) + 4*(6-11t) + 4=0

4-5t + 4-5t+4*6-4*11t + 4=0

12-10t+24-44t=0

36-54t+=0

36 = 54t

t = 36/54

t = 2/3

Ahhh super danke !

Hatte nur einen Vorzeichenfehler :-)

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