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Aufgabe:

Gegeben sind die Geraden g durch A und B sowie die Gerade h durch C und D. Zeigen Sie, dass die Geraden sich schneiden, und berechnen Sie den Schnittpunkt S.

A (3/1/2), B (5/3/4), C (2/1/1), D (3/3/2)

Wie berrechne ich das?

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die Geraden g durch A und B

Parmeterdarstellung ist

        \(g: \vec{x} = \vec{OA} + r\cdot\vec{AB}\)

also

    \(g: \vec{x} = \begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix} + r\cdot\begin{pmatrix}5-3\\3-1\\4-2\end{pmatrix}\)

die Gerade h durch C und D

Stelle dafür ebenfalls eine Parameterdarstellung auf.

Zeigen Sie, dass die Geraden sich schneiden

Parameterdarstellung gleichsetzen. Achte darauf, dass dabei unterschiedliche Buchstaben für die Parameter verwendet werden.

Bestimme dann die Parameter indem du die Gleichung löst.

berechnen Sie den Schnittpunkt S

Setze einen der bestimmten Parameter in die entsprechende Parameterdarstellung ein.

Avatar von 107 k 🚀
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Hallo

die 2 Geradengleichungen aufstellen

g:x=A+r*AB

h: x=C+ s*CD

dann gleichsetzen r, s bestimmen  in g oder h eingesetzt gibt den Punkt.

lul

Avatar von 108 k 🚀
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Aloha :)

Am einfachsten stellst du zuerst die beiden Geradengleichugnen auf, etwa so:

$$g:\,\vec x=\begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix}+s\begin{pmatrix}5-3\\3-1\\4-2\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix}+s\begin{pmatrix}2\\2\\2\end{pmatrix}$$$$h:\,\vec x=\begin{pmatrix}2\\1\\1\end{pmatrix}+t\begin{pmatrix}3-2\\3-1\\2-1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}2\\1\\1\end{pmatrix}+t\begin{pmatrix}1\\2\\1\end{pmatrix}$$

und setzt die beiden Geraden dann gleich, etwa so:

$$\begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix}+s\begin{pmatrix}2\\2\\2\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}2\\1\\1\end{pmatrix}+t\begin{pmatrix}1\\2\\1\end{pmatrix}$$$$\begin{pmatrix}1\\0\\1\end{pmatrix}=-s\begin{pmatrix}2\\2\\2\end{pmatrix}+t\begin{pmatrix}1\\2\\1\end{pmatrix}$$

Jetzt hast du 3 Gleichungen für 2 Unbekannte \(s\) und \(t\), also eine Gleichung zu viel. Wir lassen daher die letzte Gleichung weg und lösen das Gleichungssystem anhand der ersten beiden Gleichungen:$$1=-2s+t$$$$0=-2s+2t\implies 2s=2t\implies s=t$$Aus der zweiten Gleichung folgt \(s=t\), das heißt mit der ersten Gleichung:$$1=-2s+t=-2s+s=-s\implies s=-1$$Wir erhalten also als Lösung \(s=t=-1\).

Aber Vorsicht. Es kann sein, dass die beiden Geraden sich überhaupt nicht schneiden. Das ist der Fall, wenn die dritte Gleichung, die wir bei der Berechnung weggelassen haben, nicht erfüllt wird. Wir prüfen daher die dritte Gleichung nach:$$1=-2s+t=-2\cdot(-1)+(-1)=2-1=1\quad\checkmark$$Der gemeinsame Schnittpunkt ist also bei:$$\vec s=\begin{pmatrix}3\\1\\2\end{pmatrix}-\begin{pmatrix}2\\2\\2\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}1\\-1\\0\end{pmatrix}\quad\implies\quad S(1|-1|0)$$

Avatar von 152 k 🚀

Hallo

Jetzt habe ich es verstanden, mein Fehler war nach der Geradengleichung die Gleichung falsch gerechnet zu haben.

Also, danke für ihre Hilfe :)

Kein Problem. Deswegen mache ich meine Lösungen immer recht ausführlich. Dann könnt ihr selbst schauen, wo ihr euch vertan habt ;)

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