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Aufgabe

Berechne die Koordinaten des Lotfußpunktes F von R (3/2/-1) auf die Ebene E:x= (1/3/2)+r·(1/0/-1)+s·(5/2/0)


Problem/Ansatz:

Ich komme auf den Lotfußpunkt F(2,45/3,36/-1,54), jedoch glaube ich, dass das nicht stimmt.

Könnte mir da jemand vielleicht weiterhelfen ? :)

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Hallo,

ein Normalenvektor der Ebene ist \( \vec{n}= \begin{pmatrix} 2\\-5\\2\end{pmatrix}\)

Damit ist E: 2x-5y+2z=-9

Zu E orthogonale Gerade durch R:

\(g:~~~\vec x= \begin{pmatrix}3\\2\\-1\end{pmatrix} +r\cdot \begin{pmatrix} 2\\-5\\2\end{pmatrix}\)

g in E einsetzen:

6+4r-10+25r-2+4r=-9

33r=-3

r=-1/11

\(\vec\ell=\begin{pmatrix}3\\2\\-1\end{pmatrix} -\dfrac1{11}\cdot \begin{pmatrix} 2\\-5\\2\end{pmatrix}=\begin{pmatrix} 31/11\\27/11\\-13/11 \end{pmatrix}\approx\begin{pmatrix} 2,\overline{81}\\2,\overline{45}\\-1,\overline{18}\end{pmatrix}\)

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Hallo Johanna,

ich komme auf einen Punkt mit den Koordinaten (2,82|2,45|-1,18)

Gruß, Silvia

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Hallo Silvia,

mein Ergebnis sieht so ähnlich aus.

Welche Brüche hast du denn raus?

Hi Monty,

\( \frac{31}{11} \) , \( \frac{27}{11} \), -\( \frac{13}{11} \)

Du hattest recht. Ich hatte 4+25+4 falsch ausgerechnet.

:-)

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Aloha :)

Da es bisher zwei unterschiedliche Ergebnisse gibt, kann ich die Aufgabe auch in einer offiziellen Antwort nachrechnen ;)

Folgender Plan:

1) Wir wählen einen Vektor vom Punkt \(R(3|2|-1)\) zu einem beliebigen Punkt der Ebene, etwa zum Ankerpunkt \(A(1|3|2)\) der Ebene.$$\overrightarrow{RA}=\vec a-\vec r=\begin{pmatrix}1\\3\\2\end{pmatrix}-\begin{pmatrix}3\\2\\-1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}-2\\1\\3\end{pmatrix}$$

2) Wie berechnen einen Normalenvektor \(\vec n\) der Ebene:

$$\vec n=\begin{pmatrix}1\\0\\-1\end{pmatrix}\times\begin{pmatrix}5\\2\\0\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}2\\-5\\2\end{pmatrix}$$

3) Wir projezieren den Vektor \(\overrightarrow{RA}\) auf den Normalenvektor.

$$\overrightarrow{RA}_\parallel=\frac{\overrightarrow{RA}\cdot\vec n}{\vec n\cdot\vec n}\cdot\vec n=\frac{\begin{pmatrix}-2\\1\\3\end{pmatrix}\begin{pmatrix}2\\-5\\2\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}2\\-5\\2\end{pmatrix}\begin{pmatrix}2\\-5\\2\end{pmatrix}}\begin{pmatrix}2\\-5\\2\end{pmatrix}=\frac{-3}{33}\begin{pmatrix}2\\-5\\2\end{pmatrix}=\frac{1}{11}\begin{pmatrix}-2\\5\\-2\end{pmatrix}$$

4) Schließlich gehen wir vom Punkt \(R\) den Vektor \(\overrightarrow{RA}_\parallel\) entlang zum Lotfußpunkt:

$$F=\vec r+\overrightarrow{RA}_\parallel=\begin{pmatrix}3\\2\\-1\end{pmatrix}+\frac1{11}\begin{pmatrix}-2\\5\\-2\end{pmatrix}=\frac1{11}\begin{pmatrix}31\\27\\-13\end{pmatrix}$$

Der Lotfußpunkt lautet daher: \(F\left(\frac{31}{11}\,\big|\,\frac{27}{11}\,\big|-\frac{13}{11}\right)\).

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kann ich die Aufgabe auch in einer offiziellen Antwort nachrechnen ;)

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