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Aufgabe:

Gegeben sind die Geradenschar \( \mathrm{g}_{\mathrm{a}}: \overrightarrow{\mathrm{x}}=\left(\begin{array}{l}2 \\ 4 \\ 2\end{array}\right)+\mathrm{r}\left(\begin{array}{l}\mathrm{a} \\ 1 \\ \mathrm{a}\end{array}\right) \) und die Gerade \( \mathrm{h}: \overrightarrow{\mathrm{x}}=\left(\begin{array}{r}2 \\ 3 \\ -2\end{array}\right)+\mathrm{s}\left(\begin{array}{l}3 \\ 1 \\ 1\end{array}\right) \).

a) Beschreiben Sie die Lage der Geraden der Schar \( \mathrm{g}_{\mathrm{a}} \).
Zeichnen Sie die Gerade \( \mathrm{h} \) sowie die Geraden \( \mathrm{g}_{1}, \mathrm{~g}_{2}, \mathrm{~g}_{3} \) und \( \mathrm{g}_{4} \) als Schrägbild.
b) Zeigen Sie, dass die Geraden \( \mathrm{g}_{4} \) und \( \mathrm{h} \) windschief sind.
c) Entscheiden Sie, ob es eine Gerade der Schar \( \mathrm{g}_{\mathrm{a}} \) gibt, die parallel zu h ist.
d) Ermitteln Sie, welche Gerade der Schar \( \mathrm{g}_{\mathrm{a}} \) durch den Ursprung geht.
e) Ermitteln Sie, welche Gerade der Schar \( g_{a} \) parallel zur y-Achse ist.
f) Für welchen Wert von a schneiden sich die Geraden \( \mathrm{g}_{\mathrm{a}} \) und \( \mathrm{h} \) ? Berechnen Sie auch den Schnittpunkt.


Problem/Ansatz:

Mir geht es voerst nur um die Aufgabe a). Welche besondere Lage hat die Gerade der Schar ga?

Ich sehe, dass die Y-Koordinate durch die festgelegte Zahl 1 im Richtungsvektor diese gewissermaßen beschränkt (durch die Parameter a der X und Z Koordinate kann ich diese insgesamt viel besser beeinbflussen als die Y-Koordinate).

Liege ich auf dem richtigen Weg? Wenn ja, wie lässt sich das am besten niederschreiben und wenn nicht bitte ich um die korrekte Lösung.

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Es ist doch wohl offensichtlich, dass die x- und die z-Koordinate immer übereinstimmen.

Also liegt die gesamte Schar in der Ebene x=z (oder, wenn du so willst, x-z=0).


Deine Argumentation der besseren oder schlechteren Beeinflussung ist angreifbar. Wenn du aus dem Richtungsvektor noch den Parameter a mit ausklammerst, ist dieser nur noch \( \begin{pmatrix} 1\\\frac 1 a\\1 \end{pmatrix} \).

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Habe mir das ganze mal zeichnen lassen. Verstehe aber nicht, wie man jetzt in der Abbildung erkennen könnte, dass die Geradenschar in der Ebene x=z verläuft.

Woran könnte man dies festmachen?


Grüße

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Bzw so etwas ansehlicher von der Darstellung

Die Werte X und Y sollen ja identisch sein, woran sehe ich das?

Verstehe aber nicht, wie man jetzt in der Abbildung erkennen könnte, dass die Geradenschar in der Ebene x=z verläuft.

in Deiner Abbildung vielleicht nicht. Klicke doch mal folgendes Bild an

blob.png

dann öffnet sich Geoknecht3D und dann rotiere die Szene mit der Maus. So kannst Du sehen, dass sich die Geradenschar \(g_a\) in der Ebene \(x=z\) (grün) befindet. Ich habe für einige Werte von \(a\) die Richtungsvektoren (rot) der jeweiligen Gerade aus der Schar eingezeichnet.

Für \(a=2\) existiert ein Schnittpunkt \((-4|\,1|\,-4)\) von \(h\) und \(g_2\) (schwarz)

Die Werte X und Y sollen ja identisch sein, woran sehe ich das?

Drehe das ganze so, dass Du in Richtung der Y-Achse drauf schaust.

Vielen Dank! Das hat mir sehr geholfen, ist nun verstanden. :)

Die Werte X und Y sollen ja identisch sein, woran sehe ich das?

Nein, x und z sind identisch.

Und das siehst du ohne jedes Koordinatensystem HIER:

blob.png

Klar, habe das richtige gedacht und das falsche geschrieben.

Habe es jetzt vollends verstanden, Dankeschöön!

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