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PROBLEM

12 Die Ebene E besitzt die Spurgeraden g:x=(400)+r(001)g: \vec{x}=\left(\begin{array}{l}4 \\ 0 \\ 0\end{array}\right)+r \cdot\left(\begin{array}{l}0 \\ 0 \\ 1\end{array}\right) und h:x=(030)+r(01)h: \vec{x}=\left(\begin{array}{l}0 \\ 3 \\ 0\end{array}\right)+r \cdot\binom{0}{1}.
a) Veranschaulichen Sie die Spurgeraden in einem Koordinatensystem. Geben Sie die Spurpunkte von EE an.
b) Bestimmen Sie eine Koordinatengleichung von E und eine Gleichung der dritten Spurgeraden.

STEP 1

1. Die Ebene E E wird durch zwei Spurgeraden g g und h h definiert.
2. Die Spurgerade g g liegt in der xz xz -Ebene, und die Spurgerade h h liegt in der yz yz -Ebene.
3. Die Aufgabe besteht darin, die Spurpunkte zu bestimmen und eine Koordinatengleichung der Ebene sowie die dritte Spurgerade zu finden.

STEP 2

1. Bestimmen der Spurpunkte der Ebene E E .
2. Bestimmen einer Koordinatengleichung der Ebene E E .
3. Bestimmen der Gleichung der dritten Spurgerade.

STEP 3

Bestimmen der Spurpunkte der Ebene E E :
- Die Spurpunkte sind die Schnittpunkte der Spurgeraden mit den Koordinatenachsen.
- Für die Spurgerade g g : Setze z=0 z = 0 in g g , um den Spurpunkt auf der x x -Achse zu finden.
- Für die Spurgerade h h : Setze y=0 y = 0 in h h , um den Spurpunkt auf der z z -Achse zu finden.
STEP_1.1:
Berechne den Spurpunkt von g g auf der x x -Achse:
x=(400)+r(001) \vec{x} = \begin{pmatrix} 4 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} + r \cdot \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} Setze z=0 z = 0 :
(400) \begin{pmatrix} 4 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} Der Spurpunkt auf der x x -Achse ist (4,0,0) (4, 0, 0) .
STEP_1.2:
Berechne den Spurpunkt von h h auf der z z -Achse:
x=(030)+r(01) \vec{x} = \begin{pmatrix} 0 \\ 3 \\ 0 \end{pmatrix} + r \cdot \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \end{pmatrix} Setze y=0 y = 0 :
(030) \begin{pmatrix} 0 \\ 3 \\ 0 \end{pmatrix} Der Spurpunkt auf der z z -Achse ist (0,3,0) (0, 3, 0) .

STEP 4

Bestimmen einer Koordinatengleichung der Ebene E E :
- Verwende die Spurpunkte (4,0,0) (4, 0, 0) und (0,3,0) (0, 3, 0) sowie die Richtung der Spurgeraden, um die Ebene zu definieren.
- Eine mögliche Koordinatengleichung ist in der Form ax+by+cz=d ax + by + cz = d .
STEP_2.1:
Verwende die Punkte und Richtungen, um die Ebene zu definieren:
- Die Ebene enthält die Punkte (4,0,0) (4, 0, 0) und (0,3,0) (0, 3, 0) .
- Eine mögliche Normalenvektor ist n=(001)×(010)=(100) \vec{n} = \begin{pmatrix} 0 \\ 0 \\ 1 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} 0 \\ 1 \\ 0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix} .
Die Koordinatengleichung ist:
x+0y+0z=4 -x + 0y + 0z = -4 Vereinfacht:
x=4 x = 4

SOLUTION

Bestimmen der Gleichung der dritten Spurgerade:
- Die dritte Spurgerade ist die Schnittlinie der Ebene mit der xy xy -Ebene.
- Setze z=0 z = 0 in die Koordinatengleichung der Ebene.
STEP_3.1:
Setze z=0 z = 0 in die Koordinatengleichung:
x=4 x = 4 Die dritte Spurgerade ist parallel zur y y -Achse und verläuft durch (4,y,0) (4, y, 0) .
Die Koordinatengleichung der Ebene ist x=4 x = 4 und die dritte Spurgerade ist (4,y,0) (4, y, 0) .

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