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Aufgabe:

Berechne die Gleichung einer Geraden g wenn sie durch den Punkt A(-1;1;2) laufen soll und die Geraden d1 und d2 schneiden soll, wobei

d1: \( \frac{x-1}{2} \)=\( \frac{y-4}{3} \)=\( \frac{z-2}{5} \)

d2: x+1 = y = -z


Problem/Ansatz:

Einen Punkt der Geraden habe ich, aber wie finde ich den Richtungsvektor der gesuchten Gerade?

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d1:   \( \vec{x} = \begin{pmatrix} 1\\4\\2 \end{pmatrix} + r \cdot \begin{pmatrix} 2\\3\\5 \end{pmatrix}\)

d2:   \( \vec{x} = \begin{pmatrix} -1\\0\\0 \end{pmatrix} + s \cdot \begin{pmatrix} 1\\1\\-1 \end{pmatrix}\)

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Hallo,

die Idee, um diese Aufgabe zu lösen, besteht darin, eine Ebene \(E\) auf zustellen, in der alle Geraden liegen, die durch \(A_1\) verlaufen und die Gerade \(d_2\) schneiden. Diese Ebene schneidet \(d_1\) in einem Punkt, durch den eine Gerade verläuft, die ebenfalls durch \(A_1\) geht und \(d_1\) schneidet.

Das Bild zur Aufgabe sieht so aus (klick drauf!)

blob.png

und die Zwischenergebnisse sind:$$\vec d_1: \quad  \vec x = \begin{pmatrix}1\\ 4\\ 2\end{pmatrix} + r\begin{pmatrix}2\\ 3\\ 5\end{pmatrix} \\ \vec d_2: \quad \vec x = \begin{pmatrix}-1\\ 0\\ 0\end{pmatrix} + s\begin{pmatrix}1\\ 1\\ -1\end{pmatrix}$$Die Ebene, die durch \(A_1\) und \(d_2\) fest gelegt ist, ist$$E: \quad \vec x = \begin{pmatrix}-1\\ 0\\ 0\end{pmatrix} + s\begin{pmatrix}1\\ 1\\ -1\end{pmatrix} + t\underbrace{\begin{pmatrix}0\\ 1\\ 2\end{pmatrix}}_{=A_1- (-1|0|0)^T} \\ \implies E: \quad \begin{pmatrix}3\\ -2\\ 1\end{pmatrix} \vec x = -3$$nun den Schnittpunkt \(S\) der Ebene \(E\) mit \(d_1\) berechnen, das gibt$$E \cap \vec d_1 \implies r_s= 0 \implies S = \begin{pmatrix}1\\ 4\\ 2\end{pmatrix}$$und die gesuchte Gerade \(g\) verläuft durch \(A_1\) und \(S\):$$g: \quad \vec x = \begin{pmatrix}-1\\ 1\\ 2\end{pmatrix} + \lambda \begin{pmatrix}2\\ 3\\ 0\end{pmatrix}$$Falls Du Fragen zu den einzelnen Schritten hast, so melde DIch bitte.

Gruß Werner

Avatar von 48 k

Super Lösung, danke!

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Ortsvektor zum Punkt A.

Richtungsvektor so wählen, dass der Vektor von A zu d2 ein Vielfaches (Faktor u) des Vektors von A zu d1 ist.


-1 + s       + 1   =   u (1 + 2r       + 1)

s               - 1   =   u (4 + 3r        - 1)

-s              - 2   =   u (2 + 5r        - 2)


Lösung: r = 0, s = -2

Damit hat man zwei Punkte des Richtungsvektors.

Avatar von 45 k

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