Ebenen und Geraden

Aufgaben mit Lösungsweg

  1. Skalarprodukt Normalenvektor Richtungsvektor: Wahr oder Falsch? Falls das Skalarprodukt eines Normalenvektors einer Ebene mit einem Richtungsvektor einer Geraden ungleich Null ist, dann schneidet die Gerade die Ebene.
  2. Lagebeziehung Gerade-Ebene: Bestimme die gegenseitige Lage der Geraden und der Ebene. Bestimme gegebenenfalls den Schnittpunkt und Schnittwinkel oder den Abstand der Geraden zur Ebene. Die Gerade $g$ ist gegeben durch $\vec{x} = \begin{pmatrix} 1 \
  3. Treffpunkt auf Ebene: Die $x_2x_3$-Ebene stellt eine Mauer dar. Ein Mann steht auf dem Punkt $M(4|3|0)$ und schießt aus einer Höhe von $1,90 \text{m}$ in Richtung $\vec{u} = \begin{pmatrix} -4 \\ 2 \\ 1 \end{pmatrix}$. Wo trifft die Kugel auf
  4. Aussage: Ebene und Gerade orthogonal?: Stimmt die Aussage: Falls das Skalarprodukt eines Normalenvektors einer Ebene mit einem Richtungsvektor einer Geraden gleich Null ist, dann sind die Ebene und die Gerade zueinander orthogonal?
  5. Schnittpunkt Gerade und Ebene: Berechne den Schnittpunkt (Durchstoßpunkt) der Ebene $E$ und der Geraden $g: \vec{x} = \begin{pmatrix} 4 \\ 6 \\ 2 \end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 3 \end{pmatrix}$ und $E: 2x_1 + 4x_2 + 6x_3 = -12$.
  6. Gerade und Ebene orthogonal?: Stimmt die folgende Aussage: Falls ein Normalenvektor einer Ebene zu einem Richtungsvektor einer Geraden ein Vielfaches ist, dann sind die Gerade und die Ebene orthogonal?
  7. Gerade und Ebene - Schnitt: Wahr oder Falsch: Falls ein Richtungsvektor einer Geraden orthogonal zu jedem der beiden Spannvektoren einer Ebene ist, dann schneidet die Gerade die Ebene.
  8. Punkt auf Ebene bestimmen: Eine Ebene $E$ ist gegeben durch die Parametergleichung $E: \vec{x} = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 2 \end{pmatrix} + r \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ -1 \end{pmatrix} + s \begin{pmatrix} 0 \\ 3 \\ 1 \end{pmatrix}$. Welcher der f
  9. Spurpunkt auf $x$-Achse: Eine Ebene $E$ ist durch die Koordinatenform $2x - y + 3z = 6$ gegeben. Geben Sie die Koordinaten des Schnittpunkts dieser Ebene mit der $x$-Achse an.
  10. Normalenvektor ablesen: Welcher Normalenvektor gehört zur Ebene $E: 3x - 2y + 4z = 12$?

Wichtige Begriffe

Richtungsvektor
Dieser Vektor wird hauptsächlich bei Geraden im Raum eingesetzt. Dabei fungiert er, wie sein Name auch schon erahnen lässt, als Richtungsgeber der Geraden. Beispiel Gegeben sind nun zwei Punkte A ( −
Spannvektoren
Ähnlich wie der Richtungsvektor bei einer Geraden, funktionieren die Spannvektoren bei einer Ebene. Diese „spannen“ nämlich die Ebene vom Stützpunkt aus auf. Achtung: Mit einem Richtungsvektor konnte
Stützvektor
Ein Stützvektor zeigt auf den Stützpunkt, der als Ausgangspunkt einer Geraden oder Ebene verwendet wird. Beispiel (Gerade) Wir sollen eine Gerade im Raum erstellen, die durch die Punkte A ( 1 | 2 | 3
Normalenvektor
Stell dir eine Ebene im Raum vor – wie ein unendlich großes, flaches Blatt Papier. Um ihre Lage zu beschreiben, nutzt man oft die Parameterform mit einem Stützvektor und zwei Spannvektoren. Das sind a
Koordinatenform einer Ebene
Die **Koordinatenform** ist eine besonders übersichtliche Weise, eine Ebene im dreidimensionalen Raum darzustellen. Stell dir eine unendlich große, flache Platte vor, die frei im Raum schwebt. Mit der
Lage von Ebene und Gerade
Worum geht's hier? Wir wollen herausfinden, wie eine Gerade und eine Ebene im dreidimensionalen Raum zueinander liegen können. Stell dir eine Ebene als ein unendlich großes, flaches Blatt Papier vor u
Normalengleichung
Eine weitere Form einer Ebene ist die Normalenform oder auch Normalengleichung Diese ist relativ einfach aufgebaut, weil wir nur einen Normalenvektor und einen beliebigen Punkt aus der Ebene benötigen
Parametergleichung Gerade
Eine Parametergleichung einer Geraden ist eine Möglichkeit eine Gerade durch Vektoren festzulegen. Eine Gerade wird durch zwei Vektoren festgelegt, einem Stützvektor p und einem Richtungsvektor u. Die
Punktprobe (Ebene KF)
Mit der **Punktprobe** überprüfst du, ob ein gegebener Punkt $P(p_1 | p_2 | p_3)$ auf einer Ebene $E$ liegt. Bei der Koordinatenform ist dieses Verfahren besonders schnell und unkompliziert. ```plot3d
Punktprobe (Ebene PF)
Generell gilt: Punkt einsetzen und Gleichungssystem lösen, dazu rechnen wir gleich ein Beispiel durch: Wir nehmen die Ebene E : x → = ( − 1 4 0 ) + t ⋅ ( 2 0 3 ) + s ⋅ ( 3 − 2 1 ) MathType@MTEF@5@5@+=
Schnittpunkt Ebene und Gerade
Es gibt zwei Möglichkeiten den Durchstoßpunkt (Schnittpunkt) zu berechnen. Wir setzen die Gerade - in die Ebene in Koordinatenform ein - mit der Ebene in Parameterform gleich Kommentar: Da ich der Mei
Spurpunkte einer Ebene
Spurpunkte sind die Schnittpunkte mit den Koordinatenachsen, dafür gilt dann: - Für den Schnittpunkt mit der x 1 MathType@MTEF@5@5@+= feaagKart1ev2aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn hiov2DGi1BT

Erklärvideos

  • Video AxIvAELZezA
  • Zeige dass g parallel zu E ist, Vektoraufgabe | Mathe by Daniel Jung