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Aufgabe:

Wie berechne ich eine parameterfreie Form einer Variable:

zB:

s: x = (2,-2,0) + t*(-4,6,1)



Problem/Ansatz:

ich habe nur den Ansatz auf YT gefunden, dass man den Parameter eliminiert und dann quasi x,y,z addiert. Aber dann hätte man doch eine Ebene:

x= 2-4t |*3

y=-2+6t |*1

Z=1t |*6

x+y+z=6-12t-2+6t+6t

x+y+z=4


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Wie lautet denn die Originalaufgabe?

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Aloha :)

Eine Gerade ist ein 1-dimensionales Objekt, d.h. es gibt genau einen Freiheitsgrad. Ein Freiheitsgrad ist irgendein Parameter, den du frei wählen kannst. In der angegebenen Form hast du einen Ankerpunkt und einen Richtungsvektor fest vorgegeben. Als wählbaren Parameter hast du die Schrittweite \(t\), wie weit du dich entlang des Richtungsvektosvektors vom Ankerpunkt entfernst.

Die Geradengleichung lautet:$$\vec x=\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}2\\-2\\0\end{pmatrix}+t\begin{pmatrix}-4\\6\\1\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}2-4t\\-2+6t\\t\end{pmatrix}$$

Nun sollst du den Parameter \(t\) durch eine Koordinate ersetzen. Wir wählen dazu die Gleichung für eine Koordinate und stellen sie nach \(t\) um. Hier bietet sich die Gleichung für die 3-te Koordinate an, denn offensichtlich ist \(z=t\). Damit könenn wir die Geradengleichung umschreiben:$$\vec x=\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}2-4z\\-2+6z\\z\end{pmatrix}$$

Jetzt haben wir als Freiheitsgrad den Parameter \(\lambda\) durch die Koordinate \(z\) ersetzt. Die Gerade wird nun durch die beiden Forderungen:$$x=2-4z\quad;\quad y=-2+6z$$beschrieben. Du wählst nun als Freiheitsgrad die Koordinate \(z\) aus, und kannst dann die \(x\)- und die \(y\)-Koordinate dazu berechnen.

In dem Video hast du eine Gerade im 2-dimensionalen Raum gegeben. Wenn du hier eine Koordinate als Freiheitsgrad wählst, erhältst du natürlich nur eine Gleichung für die andere Koordinate.

Avatar von 152 k 🚀
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Du hast ja drei Gleichungen.

Wenn du den Parameter eliminierst, bleiben 2 Gleichungen

mit x,y,z. Das sind 2 Ebenen, deren Schnitt die Gerade ist.

x= 2-4z  und  y=-2+6z

Avatar von 289 k 🚀

Geht das sonst eleganter bzw. wie bekomme ich eine richtige parameterfreie Form der Gerade ohne auf zwei Ebenengleichungen ausweichen zu müssen?

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Hallo,

die Koordinatenform einer Geraden gibt es nur im Zweidimensionalen, nicht in ℝ^3.

Gruß, Silvia

Avatar von 40 k

Wieso wurde das dann bei uns in der Matheklausur gefragt? (Mathe 1 Chemie) ^^

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