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Aufgabe:

Bestimmen Sie eine Parameterdarstellung der Geraden g mit den angegebenen Eigenschaften.

1) Die Gerade g verläuft parallel im Abstand 3 zur x1x2-Ebene, schneidet die x3-Achse und verläuft durch den Punkt (3/3/3).

2) Die Gerade schneidet die x2x3-Ebene im Punkt P(0/5/-2) und verläuft parallel zur x1-Achse.


Irgendwie komme ich mit dem aktuellen Thema Analytische Geometrie nicht zurecht. Bei Aufgabe 1) weiß man ja, dass die Gerade durch den Punkt (3/3/3) und einen anderen Punkt (0/0/3) verlaufen muss, wegen des Abstands 3 zur x1x2-Ebene, aber wirklich weiterhelfen tut mir das jetzt nicht, vielleicht kann mir ja wer helfen :)

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Aloha :)

zu 1) Wie du richtig erkannt hast, liegen die beiden Punkte \(A(0|0|3)\) und \(B(3|3|3)\) auf der Geraden. Die Ortsvektoren zu den Punkten \(A\) und \(B\) lauten:$$\vec a=\begin{pmatrix}0\\0\\3\end{pmatrix}\quad;\quad\vec b=\begin{pmatrix}3\\3\\3\end{pmatrix}$$Ortsvektoren beginnen immer am Ursprung, sind also dort festgemacht.

Im Gegensatz dazu gibt es auch Richtungsvektoren, die nicht am Ursprung festgemacht sind. Den Richtungsvektor \(\overrightarrow{AB}\) von \(A\) nach \(B\) kannst du dir hier ohne große Rechnung überlegen. Die \(x\)-Koordinate ändert sich von \(0\) auf \(3\), die \(y\)-Koordinate ändert sich von \(0\) auf \(3\), die \(z\)-Koordinate bleibt \(3\):$$\overrightarrow{AB}=\begin{pmatrix}3\\3\\0\end{pmatrix}$$Du kannst den Richtungsvektor auch formal aus den Ortsvektoren berechnen. Um von \(A\) nach \(B\) zu gelangen, startest du bei \(A\), gehst dann den Ortsvektor \(\vec a\) in entgegengesetzter Richtung entlang \((-\vec a)\), landest am Ursprung und gehst von dort aus den Ortsvektor \(\vec b\) entlang zum Punkt \(B\):$$\overrightarrow{AB}=-\vec a+\vec b=\vec b-\vec a$$Ich habe mir als Merkregel "Ziel minus Start" gemerkt.

Jetzt kannst du die Ortsvektoren zu allen Punkten auf der Geraden angeben:$$\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}=\vec a+\lambda\cdot\overrightarrow{AB}=\begin{pmatrix}0\\0\\3\end{pmatrix}+\lambda\cdot\begin{pmatrix}3\\3\\0\end{pmatrix}\quad;\quad\lambda\in\mathbb R$$Vom Ursrpung aus gehst du entlang \(\vec a\) zum Punkt \(A\). Von da aus gehst du bei \(\lambda>0\) ein Stück in die Richtung des Richtungsvektors \(\overrightarrow{AB}\) entlang oder bei \(\lambda<0\) ein Stück in die Gegenrichtung des Richtungsvektors \(\overrightarrow{AB}\).

zu 2) Hier haben wir den Punkt \(P(0|5|-2)\) vorgegeben und kennen daher den Ortsvektor zum Startpunkt. Die Gerade verläuft parallel zur \(x_1\)-Achse, daher kennen wir auch den Richtungsvektor:

$$\begin{pmatrix}x\\y\\z\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0\\5\\-2\end{pmatrix}+\mu\cdot\begin{pmatrix}1\\0\\0\end{pmatrix}$$

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Bei Aufgabe 1) weiß man ja, dass die Gerade durch den Punkt (3/3/3) und einen anderen Punkt (0/0/3) verlaufen muss,

Also Gleichung

\(  \vec{x}=    \begin{pmatrix} 3\\3\\3 \end{pmatrix} + t \cdot (\begin{pmatrix} 3\\3\\3 \end{pmatrix}-\begin{pmatrix} 0\\0\\3 \end{pmatrix}) \)

und bei 2)

\(  \vec{x}=    \begin{pmatrix} 0\\5\\-2 \end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix} 1\\0\\0 \end{pmatrix} \)

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