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Aufgabe

Die Sensoren der Einparkhilfe bei dem Auto sind so eingestellt, dass sie bei 0,3 m anfangen du piepen.

Ein Autofahrer fährt geradlinig rückwärts auf einen schräge Ebene E zu

⌈x₋-Vektor(10/0/10)] • Vektor (5/5/1)

A: zeige, dass der Alarm in dem Punkt p(6,2/6,2/0,3) keinen Alarm zeigt.

Prüfe ob der Sensor in dem Punkt Q(6.1/6.1./0,3) Alarm gibt


B: bestimme den Punkt r, zwischen p und q, ab den der Alarm gegeben werden muss


Problem/Ansatz:

Zu A: muss ich die Punkte jeweils für x mal einsetzen und durch das skalarprodukt jeweils den Betrag ausrechnen?

Zu B: wie berechne ich den Punkt? Wie verwende ich die Punkte P und q?

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Ist das eine Ebenengleichung: ⌈x₋-Vektor(10/0/10)] • Vektor (5/5/1)?

Ja genau, die Ebenengleichung lautet so:)

Eine Gleichung sollte ein Gleichheitszeichen enthalten.

Die Ebenengleichung ist =0

Vektor(10/0/10)] • Vektor (5/5/1)=60 also steht da jetzt x-60=0. Das ist eine Parallele zu yz-Ebene. In welche Richtung fährt das Auto?

1 Antwort

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Hallo,

Die Ebenengleichung, die die Wand beschreibt, lautet $$E: \space \begin{pmatrix} 5\\ 5\\ 1 \end{pmatrix}x - 60 = 0$$bringe das in die Hessesche Normalform, so dass die Länge des Normalenvektors \(=1\) ist:$$\frac 1{\sqrt{51}} \left( \begin{pmatrix} 5\\ 5\\ 1 \end{pmatrix}x - 60 \right) = 0$$Nun ist ja nur nach den Abständen der Sensoren zur Wand gefragt. Die Positionen der Sensoren \(P\) und \(Q\) sind gegeben:$$P = \begin{pmatrix} 6,2\\ 6,2 \\ 0,3 \end{pmatrix}, \quad Q = \begin{pmatrix} 6,1\\6,1\\ 0,3 \end{pmatrix}$$und zur Berechnung des Abstandes setze diese einfach für \(x\) in die Ebenengleichung ein$$e(P) = \frac 1{\sqrt{51}} \left( 62,3 - 60 \right) \approx 0,322 \gt 0,3\\ e(Q) = \frac 1{\sqrt{51}} \left( 61,3 - 60 \right) \approx 0,182 \lt 0,3 $$Die Darstellung im Geoknecht3D zeigt das Szenario auf Grund der kleinen Abstände etwas unschön. Die grüne Strecke ist der Abstand von \(P\) und die rote der von \(Q\)

Untitled4.png

(klick auf das Bild)

zu B) Stelle eine Gerade auf, die durch \(P\) und \(Q\) verläuft:$$g: \space x = P + t(Q-P) = \begin{pmatrix} 6,2\\ 6,2 \\ 0,3 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} -0,1\\-0,1\\ 0 \end{pmatrix}$$und setze diese für das \(x\) in die Ebenengleichung ein, mit der zusätzlich Forderung, dass der Abstand \(=0,3\) sein soll:$$\frac 1{\sqrt{51}} \left( \begin{pmatrix} 5\\ 5\\ 1 \end{pmatrix}\left(\begin{pmatrix} 6,2\\ 6,2 \\ 0,3 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} -0,1\\-0,1\\ 0 \end{pmatrix} \right) - 60 \right) = 0,3 \\ 62,3 - t - 60 = 0,3 \cdot \sqrt{51} \\ t = 2,3 - 0,3 \cdot \sqrt{51} \approx 0,158$$setzte das \(t\) oben in die Geradengleichung ein und Du bekommst \(r=g(t)\).

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Gefragt 31 Okt 2021 von jian

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