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Aufgabe:

Die Punkte A (-4|-1 |6), B(01-3|2), C(- 211 |-2) und D bilden die Grundfläche einer geraden quadratischen Pyramide mit der Spitze S und der Höhe 9. Die Spitze liegt oberhalb der x, ×- Ebene.
a Geben Sie die fehlenden Koordinaten des Eckpunktes D und der Spitze S an.


Problem/Ansatz:

Punkt D habe ich schon raus (-6/3/2). Ich brauche bei der Spitze S Hilfe.

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Die Spitze liegt in einer bestimmten Höhe genau in der Mitte des Quadrats. Zeichne dir die Grundfläche mal von oben, also mit Sicht auf die x- und y-Achse und überlege dir dann mal, welche x- und y-Koordinate die Spitze haben muss. Die z-Koordinate sollte ja klar sein, oder?

Das ist natürlich Quatsch. Hätte besser auf die Koordinaten schauen sollen... Bitte löschen. Danke. :)

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Aloha :)

Den Punkt \(D(-6|3|2)\) hast du korrekt bestimmt, den brauchst du aber gar nicht.

Du brauchst den Ortsvektor \(\vec m\) zum Zentrum der quadratischen Grundfläche:$$\vec m=\vec b+\frac12\left(\overrightarrow{BA}+\overrightarrow{BC}\right)=\begin{pmatrix}0\\-3\\2\end{pmatrix}+\frac12\left(\begin{pmatrix}-4\\2\\4\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}-2\\4\\-4\end{pmatrix}\right)=\begin{pmatrix}-3\\0\\2\end{pmatrix}$$

Du brauchst einen Normalenvektor \(\vec n\) der Ebene. Diesen berechnen wir mit dem Vektorprodukt. Achte darauf, dass die beiden Vektoren am selben Punkt \(B\) starten und dass sie ein Rechtssystem bilden:$$\vec n=\overrightarrow{BC}\times\overrightarrow{BA}=\begin{pmatrix}-2\\4\\-4\end{pmatrix}\times\begin{pmatrix}-4\\2\\4\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}24\\24\\12\end{pmatrix}$$Verkürze diesen auf die Länge \(9\) zu: \(\vec n_9=\begin{pmatrix}6\\6\\3\end{pmatrix}\)

Und addierst diesen Vektor zum Ortsvektor des Mittelpunktes:$$\vec s=\begin{pmatrix}-3\\0\\2\end{pmatrix}+\begin{pmatrix}6\\6\\3\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}3\\6\\5\end{pmatrix}$$

Die Spitze der Pyramide liegt also bei \(S(3|6|5)\).

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