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Berechnen Sie den Ortsvektor \( \vec{s} \) des Schnittpunkts der Geraden \( g: \vec{x}=\left[\begin{array}{c}0 \\ 0 \\ -3\end{array}\right]+\lambda \cdot\left[\begin{array}{c}-4 \\ 1 \\ -4\end{array}\right], \lambda \in \mathbb{R} \) mit der Ebene \( E: \vec{x}=\left[\begin{array}{c}-19 \\ -15 \\ -2\end{array}\right]+\mu \cdot\left[\begin{array}{l}4 \\ 2 \\ 2\end{array}\right]+\rho \cdot\left[\begin{array}{c}3 \\ 1 \\ -5\end{array}\right], \mu, \rho \in \mathbb{R} \).


\( \vec{s}=\left[\begin{array}{l} ? \\ ? \\ ? \end{array}\right] \)


Muss ich das wie ein Gleichungssystem mit 3 Unbekannten betrachten?

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Kann mir das jemand vielleicht mal vorrechnen? Ich habe für mü= 6 für p=1 und für lambda = 4 raus. Aber das ist wahrscheinlich falsch

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Aloha :)

Deine Überlegung, den Term für die Ebene gleich dem Term für die Gerade zu setzen, funktioniert zur Berechnung des Schnittpunktes:$$\begin{pmatrix}-19\\-15\\-2\end{pmatrix}+\mu\begin{pmatrix}4\\2\\2\end{pmatrix}+\rho\begin{pmatrix}3\\1\\-5\end{pmatrix}\stackrel!=\begin{pmatrix}0\\0\\-3\end{pmatrix}+\lambda\begin{pmatrix}-4\\1\\-4\end{pmatrix}$$Diese Vektorgleichung formst du dann etwas um:

$$\mu\begin{pmatrix}4\\2\\2\end{pmatrix}+\rho\begin{pmatrix}3\\1\\-5\end{pmatrix}-\lambda\begin{pmatrix}-4\\1\\-4\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0\\0\\-3\end{pmatrix}-\begin{pmatrix}-19\\-15\\-2\end{pmatrix}$$$$\mu\begin{pmatrix}4\\2\\2\end{pmatrix}+\rho\begin{pmatrix}3\\1\\-5\end{pmatrix}+\lambda\begin{pmatrix}4\\-1\\4\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}19\\15\\-1\end{pmatrix}$$

und kannst sie dann mit dem Gauß-Verfahren lösen:$$\begin{array}{rrr|r|l}\mu & \rho & \lambda & = & \text{Aktion}\\\hline4 & 3 & 4 & 19 & -2\cdot\text{Zeile 2}\\2 & 1 & -1 & 15 &\\2 & -5 & 4 & -1 &-\text{Zeile 2}\\\hline0 & 1 & 6 & -11 &\\2 & 1 & -1 & 15 &-\text{Zeile 1}\\0 & -6 & 5 & -16 &+6\cdot\text{Zeile 1}\\\hline0 & 1 & 6 & -11 &\\2 & 0 & -7 & 26 &\\0 & 0 & 41 & -82 & \div41\\\hline0 & 1 & 6 & -11 &-6\cdot\text{Zeile 3}\\2 & 0 & -7 & 26 &+7\cdot\text{Zeile 3}\\0 & 0 & 1 & -2 &\\\hline0 & 1 & 0 & 1\\2 & 0 & 0 & 12 &\div2\\0 & 0 & 1 & -2\\\hline0 & 1 & 0 & 1\\1 & 0 & 0 & 6 &\\0 & 0 & 1 & -2\end{array}$$

Am einfachsten setzt du nun \(\lambda=-2\) in die Geradengleichung ein und erhältst als Schnittpunkt von Ebene und Gerade \(\pink{S(8|-2|5)}\).

Die Probe durch Einsetzen von \(\mu=6\) und \(\rho=1\) in die Ebenengleichung liefert denselben Punkt.

Avatar von 152 k 🚀

Super. Vielen Dank für deine Mühe :)

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Muss ich das wie ein Gleichungssystem mit 3 Unbekannten betrachten?

Ja. Deine Unbekannten sind λ, μ und σ.

Im Prinzip reicht es dann aus, λ in die Geradengleichung einzusetzen.

Zur Probe solltest du aber auch μ und σ in die Ebenengleichung einsetzen. Dabei muss das gleiche Ergebnis herauskommen.

Avatar von 55 k 🚀

Das ist ein \(\rho \). ;)

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Du musst nicht, aber du kannst. Wenn du Gerade und Ebene gleichsetzt, erhältst du genau dieses Gleichungssystem.

Wenn du die Koordinatenform einer Ebene kennst und diese bestimmen kannst, kannst du auch die Gerade in die Koordinatenform der Ebene einsetzen. Dann hast du nur eine Gleichung mit einer Unbekannten. Das finde ich persönlich wesentlich komfortabler zu rechnen, da die Ermittlung der KF einer Ebene jetzt auch nicht so aufwändig ist.

Avatar von 18 k

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