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Guten Morgen, während meiner Prüfungsvorbereitung komme ich bei folgender Aufgabe nicht weiter und bitte um die Lösung:


Aufg. 9: Geraden: Konstruktion
Eine Gerade g verlaufe durch die Punkte \( \mathrm{P}=(3 ; 5) \) und \( \mathrm{Q}=(-4 ; 7) \).
a) Bestimmen Sie eine Gerade in Parameterform, die parallel zu g verläuft und durch den Punkt \( \mathrm{R}=(11 ; 13) \) geht.
b) Bestimmen Sie eine weitere Gerade in Parameterform, die durch \( \mathrm{R}=(11 ; 13) \) verläuft und senkrecht auf \( \mathrm{g} \) steht.


Vielen Dank im Voraus für die Hilfe.


Liebe Grüße

Sevi

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a) \(\vec{x} = \vec{OR} + k\cdot \vec{PQ}\).

Der Stützvektor kommt daher, dass die Gerade durch den Punkt \(R\) verlaufen soll.

Der Richtungsvektor kommt daher, dass die Gerade in die gleiche Richtung wie die Gerade \(g\) verlaufen soll.

b) Bestimme einen Vektor, der senkrecht zu \(\vec{PQ}\) verläuft (zum Beispiel mittels Skalarprodukt=0). Verwende diesen als Richtungsvektor der Geraden.

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a) m=\( \frac{7-5}{-4-3} \)= - \( \frac{2}{7} \) . Dann Punkt-Steigungs-Form; - \( \frac{2}{7} \)=\( \frac{y-13}{x-11} \). Nach y aufgelöst: y= - \( \frac{2}{7} \)x+16\( \frac{1}{7} \). Parameter-Form \( \begin{pmatrix} x\\y \end{pmatrix} \)=\( \begin{pmatrix} 1\\-7/2\end{pmatrix} \)k+\( \begin{pmatrix} 0\\113/7 \end{pmatrix} \).

b) genauso, nur für m=2/7.

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Aloha :)

Wir kennen zwei Punkte auf der Geraden:\(\quad Q(-4|7)\;\text{und}\;P(3|5)\)

Der Punkt \(Q\) hat einen kleineren \(x\)-Wert, deswegen habe ich ihn zuerst hingeschrieben.

Wir starten bei Punkt \(Q\) und gehen zu Punkt \(P\). Dazu müssen wir die \(x\)-Koordinate von \((-4)\) auf \(3\) erhöhen, das entspricht einer Änderung von \(\pink7\) Einheiten, und wir müssen die \(y\)-Koordinate von \(7\) auf \(5\) vermindern. Das entspricht einer Änderung um \((\pink{-2})\) Einheiten. Das führt auf folgende Geradgengleichung:$$g\colon\vec x=\binom{-4}{7}+s\cdot\binom{\pink7}{\pink{-2}}\quad;\quad s\in\mathbb R$$Zur Kontrolle kannst du \(s=1\) einsetzen und erhältst den Punkt \(P\quad\checkmark\).

zu a) Eine Gerade \(h\) soll parallel zur Geraden \(g\) verlaufen und durch den Punkt \(R(11|13)\) gehen. Wir ersetzen daher in der Gleichung für \(g\) den Ankerpunkt durch \(\binom{11}{13}\) und übernehmen den Richtungsvektor:$$h\colon\vec x=\binom{11}{13}+s\cdot\binom{\pink7}{\pink{-2}}\quad;\quad s\in\mathbb R$$

zu b) Nun soll eine weitere Gerade bestimmt werden, die wieder durch Punkt \(R(11|13)\) verläuft aber senkrecht auf der Geraden \(g\) steht. Der Ankerpunkt ist also wieder \(\binom{11}{13}\). Den senkrechten Richtungsvektor bekommst du durch Vertauschen von \(x\) und \(y\) und dem Wechsel eines Vorzeichens. Auf dem Richtungsvektor \(\binom{7}{-2}\) stehen daher die Vektoren \(\binom{2}{7}\) und \(\binom{-2}{-7}\) senkrecht. Für unsere Geradengleichung wählen wir den ersten, sie soll ja hübsch aussehen:$$g_\perp\colon\vec x=\binom{11}{13}+s\cdot\binom{2}{7}\quad;\quad s\in\mathbb R$$

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