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Aufgabe:

Gegeben sind die Ebene E : x + 2y +3z =9 und die Punkte A(5/4/8), A'(1/-4/-4) und B (5/4/3)

Zeigen Sie, dass A' der Spiegelpunkt von A an der Ebene E ist?

Problem/Ansatz:

Ich weiß nicht, wie ich mit den Werten eine Lösung finde, kann mir da jemand weiterhelfen?

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2 Antworten

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Hallo,

stelle zunächst die Gleichung einer Geraden g auf, die durch A geht und deren Richtungsvektor der Normalenvektor der Ebene ist.

Schneide g mit E. Damit erhältst du einen Lotfußpunkt L.

Jetzt spiegelst du A an diesem Punkt: A' = \( \vec{A} \) +2 • \( \vec{AL} \) . Damit hast du die Koordinaten des Bildpunktes.

Gruß, Silvia

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Hallo solevita,

Damit \(A'\) der Spiegelpunkt von \(A\) an \(E\) ist, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

1.) Der Differenzvektor \(d=A'-A\) muss kolinear zum Normalenvektor \(n\) von \(E\) sein.

2.) Der Mittelpunkt \(M_{AA'}\) muss auf \(E\) liegen.

Der Differenzvektor \(d\) ist $$d = A'-A = \begin{pmatrix}1\\ -4\\ -4\end{pmatrix} - \begin{pmatrix}5\\ 4\\ 8\end{pmatrix} = \begin{pmatrix}-4\\ -8\\ -12\end{pmatrix}$$Und da $$E: \space \begin{pmatrix}1\\ 2\\ 3\end{pmatrix} \cdot x = 9 \implies n = \begin{pmatrix}1\\ 2\\ 3\end{pmatrix}$$ ist $$d = -4 \cdot n$$die beiden Vektoren sind kolinear, die 1. Bedingung ist erfüllt. Die Mitte \(M_{AA'}\) ist$$M_{AA'} = \frac 12 \left( A' + A\right) =  \frac 12 \left( \begin{pmatrix}1\\ -4\\ -4\end{pmatrix} +\begin{pmatrix}5\\ 4\\ 8\end{pmatrix} \right) = \begin{pmatrix}3\\ 0\\ 2\end{pmatrix}$$Und die Koordinaten von \(M_{AA'}\) erfüllen die Ebenengleichung:$$1 \cdot 3 + 2 \cdot 0 + 3 \cdot 2 = 9$$Also ist \(A'\) das Spiegelbild von \(A\) an \(E\).

So sieht das in 3D aus:

Untitled4.png

(klick auf das Bild)

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Hallo Werner,

https://www.nanolounge.de/24345/freikorperbild-einer-mit-kraften-belasteten-welle

Ich habe diese Frage nochmal kommentiert ;) Wäre schön, wenn es bei dir mal rein passt!

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