Umwandlung von Ebenengleichungen
Die Umwandlung zwischen verschiedenen Darstellungsformen von Ebenengleichungen ist ein wichtiger Aspekt der analytischen Geometrie. Hier werden die Schritte für einige häufige Umwandlungen erläutert.
Parameterform in Normalenform
Um eine Ebenengleichung in Parameterform in die Normalenform umzuwandeln, folgt man diesen Schritten:
- Bilde den Normalenvektor n durch das Kreuzprodukt der beiden Spannvektoren.
- Setze den Stützvektor und den Normalenvektor in die Normalenform ein.
Example: Für die Ebene E: x = (1, 2, 3) + r · (3, 2, 1) + s · (2, -1, 2) ergibt sich:
n = (2, -1, 2) × (3, 2, 1) = (5, 4, -7)
E: [x - (1, 2, 3)] · (5, 4, -7) = 0
Parameterform in Koordinatenform
Die Umwandlung von der Parameterform in Koordinatenform erfolgt so:
- Bilde den Normalenvektor n durch das Kreuzprodukt der Spannvektoren.
- Stelle die Koordinatenform auf: ax + by + cz = d
- Setze den Stützvektor ein und berechne d.
Example: Für E: x = (1, -2, 3) + r · (2, 1, -1) + s · (1, 3, 2):
n = (1, 3, 2) × (2, 1, -1) = (-7, -5, -5)
E: -7x - 5y - 5z = d
Einsetzen des Stützvektors: -7(1) - 5(-2) - 5(3) = d
d = -28
Normalenform in Koordinatenform
Bei der Umwandlung von der Normalenform in Koordinatenform:
- Übernimm die Koordinaten des Normalenvektors als Parameter a, b und c.
- Setze den Stützvektor in die Gleichung ein und berechne d.
Example: Für E: [x - (2, -3, 5)] · (2, -3, 9) = 0:
E: 2x - 3y + 9z = d
2(2) - 3(-3) + 9(5) = d
d = 58
Diese Umwandlungen sind essentiell für das Verständnis und die Arbeit mit Ebenen im Raum.