0 Daumen
1,2k Aufrufe

die Frage wäre ob ich die Aufgabe 3 richtig gerechnet habe(Bild): Besonders beim kleinsten Abstand bin ich mir unsicher.

Bild Mathematik

Bild Mathematik

Avatar von

Der untere Teil ist etwas unlesbar hier nochmal der Abstand:Bild Mathematik

1 Antwort

+2 Daumen
 
Beste Antwort

zu 'prüfe, ob \(A\) in \(g\) liegt': Der Ansatz ist korrekt - dannunterschlägst Du aber eine 2

$$t \cdot \begin{pmatrix} 2 \\ -1\\ 2\end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ -1\\ \colorbox{#F0F000}{2} \end{pmatrix}$$

obige Gleichung ist für \(t=1\) erfüllt. Also liegt \(A\) auf \(g\) - nach Deiner Rechnung ist dies nicht der Fall.

zu 'zeige dass \(g\) orthogonal zu \(g\) ist': Orthogonalität liegt vor, wenn Richtungsvektor und Normalenvektor parallel liegen - bzw. linear abhängig sind. Der Normalenvektor steht selbst bereits orthogonal auf der Ebene. Dies ist der Fall, da \(v=2 \cdot n\) ist.

Zur Berechnung des Punkts \(A'\) mit dem geringsten Abstand: Wenn Du den Normalenvektor 'kürzt' d.h. durch einen Faktor teilst, so musst Du \(b\) durch den gleichen Faktor teilen. Außerdem ist \(\delta\) noch nicht das Ergebnis - da fehlt noch was.

Wenn Du Fragen dazu hast, so frage bitte nochmal nach.

Avatar von 48 k

danke für die Erklärung. Ich habe jetzt einige Fehler verbessert, aber verstehe bei:  'zeige dass g orthogonal zu E ist' dass v=2*n die Bedingung ist, doch warum gilt hier diese Formel(unten) nicht: statt a und b richtungsvektor u und normale n nehmen .Bild Mathematik


Außerdem ist δ noch nicht das Ergebnis - da fehlt noch was : ich habe jetzt sowohl b als auch die normale n bei der Rechnung des Abstandes d gekürzt stimmt es jetzt ? oder fehlt da noch etwas?

Bild Mathematik

 g

\(t=1\) und nicht 2! Und

$$\begin{pmatrix}5 \\-1 \\ 4\end{pmatrix} \ne A$$

Es muss heißen:

$$g(t=1)= \space \begin{pmatrix}1 \\1 \\ 0\end{pmatrix} + 1 \cdot \begin{pmatrix}2 \\-1 \\ 2\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}3 \\0 \\ 2\end{pmatrix}=A$$


Du fragtest: "doch warum gilt hier diese Formel(unten) nicht: statt a und b Richtungsvektor u und normale n nehmen"

Die Formel gilt immer! Wenn das Skalarprodukt zweier Vektoren =0 ist, so stehen sie senkrecht auf einander. Nur - das war nicht die Frage!

Die Frage war:"Steht die Gerade \(g\) senkrecht auf \(E\)?" es ist ganz wichtig, dass Du Dir klar machst, was die einzelnen Vektoren und Größen in diesen Formeln bedeuten. Wenn Du das nicht verstehst, dann hast Du zum einen Schwierigkeiten, die Aufgaben zu machen und (viel schlimmer) Du wirst alles vergessen, nachdem der Stoff in der Schule abgearbeitet wurde. D.h. Dein ganzes Lernen war umsonst!

Zu den Vektoren ein kleine Skizze:

Bild Mathematik

Du siehst dort die grüne Gerade \(g\) mit dem Richtungsvektor \(v\). Sowie einen Schnitt durch die Ebene \(E\) (braun) und ihren Normalenvektor \(n\) , der bereits senkrecht auf \(E\) steht.

Wie müssen jetzt \(v\) und \(n\) zu einander stehen, damit der Winkel zwischen \(g\) und \(E\) (der gelbe) ein rechter ist?


Du schriebst: ".. stimmt es jetzt ? oder fehlt da noch etwas?" Nein, es stimmt nicht und Ja, es fehlt noch was. Die Gleichung für \(\delta\) lautet:

$$\begin{aligned} \delta &= \frac{n \cdot a -b}{n^2} \\ &=\frac{(4\cdot 3 + (-2)\cdot 0+ 2\cdot 4)- 11}{4^2 + (-2)^2+ 4^2} \\ &=\frac{9}{36}=\frac{1}{4} \end{aligned}$$

Ohne Betragsstriche und mit \(n^2\) im Nenner. Und das was bei Dir fehlt ist der gesuchte Punkt \(a'\) auf der Ebene:

$$a'=a - \delta \cdot n = \begin{pmatrix}3 \\0 \\ 2\end{pmatrix} - \frac{1}{\colorbox{#F0F000}{4}} \begin{pmatrix}4 \\-2 \\ 4\end{pmatrix}= \begin{pmatrix}2 \\0,5 \\ 1\end{pmatrix}$$

Setze die Koordinaten in die Ebenengleichung ein, und Du wirst sehen, dass es aufgeht.

Edit: Tippfehler korrigiert \(\frac12 \text{ nach } \frac{1}{\colorbox{#F0F000}{4}}\)

Im Geoknecht3D sieht das so aus:
Bild Mathematik
Der lange Vektor ist \(n\) und der Vektor von dem nicht bezeichneten Punkt unterhalb von \(A'\) nach \(A\) ist \(v\). Die Ebene ist blau und die Gerade \(g\) braun.
Klick auf das Bild und drehe es anschließend mit der Maus (auf dem PC). Dann bekommst Du eine dreidimensionale Vorstellung von den Größen.
Gruß Werner

Zur Frage: Wie müssen jetzt v und n zueinander stehen damit zwischen g und E ein rechter Winkel ist?

Antwort: v und n müssen parallel zueinander stehen.

Also  Vektor u *(2)= normale n

Hier gibt es eine lineare Abhängigkeit.--->sie sind paralell

Vielen Dank nochmal für die Antwort, ich habe viele Fehler gemacht und muss es nochmal genauer anschauen  vor allem die Frage richtig lesen/verstehen.

Bei der Rechnung unten bzw. oben  muss, aber 1/4 statt 1/2 stehen, kleinerÜbertragungsfehler.Bild Mathematik

Stimmt - das war nur ein Tippfehler. Habe es korrigiert.

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community