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Aufgabe:

Stellen Sie eine Geradengleichung für die Gearde g auf, die durch die Punkte A = (-3|5); C(10|-4) verläuft. Zeichen Sie weiter ein Koordinatensystem mit den Punkten und der Geraden.


Problem/Ansatz:

Ich komme bei diese Aufhabe nicht weiter und würde mich sehr über Hilfe freuen, da ich nicht weiß wie ich das lösen kann.

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Hallo,

eine Geradengleichung hat die allgemeine Form y = mx + b

m ist die Steigung der Geraden. Sie kannst du, wenn du die Koordinaten zweier Punkte kennst, mit folgender Formel berechnen:

\(\displaystyle m=\frac{y_1-y_2}{x_1-x_2}\)

Setze die Koordinaten von A und C ein. Die Reihenfolge ist egal. Achte nur darauf, dass sich die Koordinaten eines Punktes genau über- bzw. untereinander befinden.

\(\displaystyle m=\frac{-4-5}{10-(-3)}=-\frac{9}{13}\\ \text{oder}\\ m=\frac{5-(-4)}{-3-10}=-\frac{9}{13}\\\)

Setze dann die Koordinaten von A oder C für x und y in die Gleichung ein, um b zu bestimmen.

\(-4=-\frac{9}{13}\cdot 10+b\quad \Rightarrow b=\frac{38}{13}\\ \text{oder}\\ 5=-\frac{9}{13}\cdot (-3)+b\quad \Rightarrow b=\frac{38}{13}\)

Damit lautet die Gleichung der Geraden

\(\displaystyle y=-\frac{9}{13}x+\frac{38}{13}\)

blob.png

Gruß, Silvia

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Vielen Dank für die Hilfe. Die verständliche Erklärung hat mir sehr geholfen.

Das freut mich.

Hinweis für Fortgeschrittene (keine Antwort für den Fragesteller):

Zwei Vektoren \(a\) und \(b\)  in der Ebene spannen ein Parallelogramm auf, deren (vorzeichenbehafteter) Flächeninhalt \(F\) sich berechnet aus:$$F = a_xb_y - a_yb_x $$dies kann man auch als Vektorprodukt oder Determinante einer Matrix interpretieren:$$F=a \times b = \det\left(\left[\begin{array}{c} a_x&b_x\\ a_y& b_y \end{array}\right]\right) = a_xb_y - a_yb_x$$Im Fall der Gerade durch zwei Punkte \(A\) und \(B\), die gleichzeitig die Ortsvektoren zu den Punkten sind, kann man nun folgendes schließen:

blob.png

Die Ortsvektoren zu \(A\) und \(B\) (blau) spannen ein Parallelogramm (grün) auf, was aus zwei gleichen Dreicken mit der Grundseite \(|A-B|\) und der Höhe \(d\) besteht. \(d\) ist der Abstand der Gerade vom Ursprung \(O\). $$F_1 = 2\cdot \frac{|A-B|d}{2} = A \times B$$

Nun wähle man einen beliebigen Punkt \((x,y)\) auf der Geraden und betrachte den Vektor zu \((x,y)\) (hellblau) und den Differenzvektor \(A-B\) (rot). Diese Vektoren spannen ebenfalls ein Parallelogramm (orange) auf mit der Grundseite \(|A-B|\) und der Höhe \(d\).$$F_2 = |A-B| d = (A-B)\times \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix}$$

Beide Flächen sind demnach gleich und daher gilt:$$(A-B) \times \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} = A \times B$$und fertig ist die Geradengleichung in Koordinatenform!

Im konkreten Fall mit den Punkten \(A\) und \(C\): $$\begin{aligned} (A-C)\times \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} &= A \times C \\ \left(\begin{pmatrix} -3\\5 \end{pmatrix}-\begin{pmatrix} 10\\-4 \end{pmatrix}\right) \times \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} &= \begin{pmatrix} -3\\5 \end{pmatrix}\times \begin{pmatrix} 10\\-4 \end{pmatrix}\\ \begin{pmatrix} -13\\9 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} &= -3\cdot(-4) - 5\cdot 10\\ -13y - 9x &= 12-50 \\9x+13y &= 38\\ \end{aligned}$$was nach Auflösen nach \(y\) natürlich zu der gleichen Lösung führt, die Silvia schon angegeben hat.

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Aloha :)

Einge Gerade hat die Funktionsgleichung:\(\quad y=\red{m}\cdot x+\green{b}\).

Wir bestimmen zuerst die Steigung \(\red m\)

Um von \(A(-3|5)\) nach \(C(10|-4)\) zu kommen, musst du

in x-Richtung \(13\) Einheiten gehen und

in y-Richtung \((-9)\) Einheiten (also in Gegenrichtung zur y-Richtung).

Die Steigung \(\red m\) der Geraden ist daher: \(\quad \red{m=\frac{-9}{13}=-\frac{9}{13}}\)

Den Wert für \(\green b\) erhalten wir durch Einseetzen eines Punktes, wir wählen als Punkt \(A(-3|5)\):

$$y=\pink{-\frac{9}{13}}\cdot x+\green b\implies5=\pink{-\frac{9}{13}}\cdot (-3)+\green b\implies\frac{65}{13}=\frac{27}{13}+\green b\implies \green{b=\frac{38}{13}}$$

Das liefert die Geradengleichung:$$y=-\frac{9}{13}\cdot x+\frac{38}{13}$$

~plot~ -9/13*x+38/13 ; {-3|5} ; {10|-4} ; [[-5|15|-5|6]] ~plot~

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Stellen Sie eine Geradengleichung für die Gearde g auf, die durch die Punkte A = (-3|5); C(10|-4) verläuft. Zeichen Sie weiter ein Koordinatensystem mit den Punkten und der Geraden.

y= mx+b

Zwei-Punkte-Form:

y(-3) = 5

y(10)= -4


-3m+b = 5

10m+b = -4

subtrahieren:

-13m = 9

m= -9/13

-> -9/13*(-3)+b = 5

27/13+b = 65/13

b= 38/13

y= -9/13*x + 38/13

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