Grundlagen der Ebenen im Raum: Erklärung und Beispiele
studytalk
@studytalk
Ebenen im dreidimensionalen Raum sind ein zentrales Thema der analytischen... Mehr anzeigen
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Parameterform einer Ebene
Die Parameterform ist wahrscheinlich die intuitivste Art, eine Ebene zu beschreiben. Du brauchst einen Stützvektor (Aufpunkt) und zwei Spannvektoren, die die Richtung der Ebene bestimmen.
Grundform: E: x=OA+su+tv
Wenn du drei Punkte A, B, C gegeben hast, nimmst du einen als Stützvektor und bildest die anderen beiden zu Spannvektoren um: AB und AC. Bei zwei sich schneidenden Geraden übernimmst du einen Stützvektor und beide Richtungsvektoren als Spannvektoren.
Wichtig: Die Spannvektoren dürfen nicht parallel zueinander sein, sonst erhältst du keine Ebene!
Um zu prüfen, ob ein Punkt auf der Ebene liegt, setzt du seine Koordinaten in die Parameterform ein und löst das entstehende Gleichungssystem. Gibt es eindeutige Werte für s und t, liegt der Punkt auf der Ebene.
Koordinatenform entsteht aus dem Normalenvektorn und hat die Form: E: n1x1+n2x2+n3x3=d. Den Normalenvektor erhältst du durch das Vektorprodukt der Spannvektoren, d durch das Skalarprodukt mit dem Stützvektor.
Normalenform und Umrechnung zwischen den Formen
Die Normalenform nutzt den Normalenvektorn, der senkrecht zur Ebene steht: E: n∘(x−OA)=0. Diese Form zeigt dir sofort die Orientierung der Ebene im Raum.
Von Parameterform zu Normalenform: Berechne den Normalenvektor durch das Vektorprodukt der beiden Spannvektoren und übernimm den Stützvektor. Das Vektorprodukt u×v steht automatisch senkrecht auf beiden Spannvektoren.
Von Normalenform zu Koordinatenform: Multipliziere das Skalarprodukt aus und bringe alles auf eine Seite. Aus n∘x=n∘OA wird direkt n1x1+n2x2+n3x3=d.
Tipp: Die Koordinatenform ist besonders praktisch für Berechnungen, während die Parameterform anschaulicher ist.
Von Koordinatenform zu Parameterform: Stelle nach einer Variablen um meist $x_3$ und setze für die anderen beiden Parameter r und s ein. Der Stützvektor entsteht, wenn du r = s = 0 setzt.
Spurpunkte berechnen
Spurpunkte sind die Schnittpunkte einer Ebene mit den drei Koordinatenachsen. Sie helfen dir, die Ebene im Koordinatensystem zu visualisieren und sind wichtig für technische Zeichnungen.
Du benötigst die Koordinatenform der Ebene. Für jeden Spurpunkt setzt du zwei Koordinaten auf null und löst nach der dritten auf.
Spurpunkt mit der x1-Achse: Setze x2=0 und x3=0, löse nach x1 auf. Spurpunkt mit der x2-Achse: Setze x1=0 und x3=0, löse nach x2 auf. Spurpunkt mit der x3-Achse: Setze x1=0 und x2=0, löse nach x3 auf.
Achtung: Nicht jede Ebene hat alle drei Spurpunkte! Wenn eine Koordinate in der Ebenengleichung fehlt, ist die Ebene parallel zu dieser Achse.
Im Beispiel E: 3x1+4x2+3x3=12 erhältst du die Spurpunkte S1(4∣0∣0), S2(0∣3∣0) und S3(0∣0∣4). Diese drei Punkte reichen aus, um die Ebene komplett zu beschreiben!
Lage zweier Ebenen
Zwei Ebenen können sich auf drei verschiedene Arten verhalten: Sie schneiden sich in einer Geraden, sind parallel zueinander oder sind identisch (deckungsgleich).
Stelle beide Ebenen als Koordinatenform dar und löse das entstehende lineare Gleichungssystem. Das Ergebnis verrät dir sofort die Lagebeziehung.
Eindeutige Lösung: Die Ebenen schneiden sich in einer Schnittgerade. Setze für eine Variable einen Parameter t ein und drücke die anderen Variablen durch t aus. Widerspruchwie0=−31: Die Ebenen sind parallel zueinander. Untere Stufe wird zu 0 = 0: Die Ebenen sind identisch.
Praxis-Tipp: Bei Aufgaben mit Parameter d kannst du durch Widerspruchsfreiheit bestimmen, für welche d-Werte die Ebenen identisch sind.
Die Schnittgerade gibst du in Parameterform an. Der Stützvektor entsteht, wenn du t = 0 setzt, der Richtungsvektor ist der Koeffizient von t. So verwandelst du ein abstraktes Gleichungssystem in eine anschauliche geometrische Lösung.
Wir dachten, du würdest nie fragen...
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Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.
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Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.
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Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.
Schüler:innen lieben uns — und du wirst es auch.
4.9/5
App Store
4.8/5
Google Play
Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.
Stefan S
iOS user
Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.
Samantha Klich
Android user
Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.
Anna
iOS user
Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!
Jana V
iOS user
Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!
Lena M
Android user
Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️
Timo S
iOS user
Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!
Sudenaz Ocak
Android user
Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.
Greenlight Bonnie
Android user
Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼
Julia S
Android user
Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!
Marcus B
iOS user
Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben
Sarah L
Android user
Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.
Hans T
iOS user
Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.
Stefan S
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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.
Samantha Klich
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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.
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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!
Lena M
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Timo S
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Sudenaz Ocak
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Greenlight Bonnie
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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.
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Ebenen im dreidimensionalen Raum sind ein zentrales Thema der analytischen Geometrie. Du lernst hier drei verschiedene Darstellungsformen von Ebenen kennen und wie du zwischen ihnen umrechnest. Außerdem erfährst du, wie sich zwei Ebenen zueinander verhalten können.
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Die Parameterform ist wahrscheinlich die intuitivste Art, eine Ebene zu beschreiben. Du brauchst einen Stützvektor (Aufpunkt) und zwei Spannvektoren, die die Richtung der Ebene bestimmen.
Grundform: E: x=OA+su+tv
Wenn du drei Punkte A, B, C gegeben hast, nimmst du einen als Stützvektor und bildest die anderen beiden zu Spannvektoren um: AB und AC. Bei zwei sich schneidenden Geraden übernimmst du einen Stützvektor und beide Richtungsvektoren als Spannvektoren.
Wichtig: Die Spannvektoren dürfen nicht parallel zueinander sein, sonst erhältst du keine Ebene!
Um zu prüfen, ob ein Punkt auf der Ebene liegt, setzt du seine Koordinaten in die Parameterform ein und löst das entstehende Gleichungssystem. Gibt es eindeutige Werte für s und t, liegt der Punkt auf der Ebene.
Koordinatenform entsteht aus dem Normalenvektorn und hat die Form: E: n1x1+n2x2+n3x3=d. Den Normalenvektor erhältst du durch das Vektorprodukt der Spannvektoren, d durch das Skalarprodukt mit dem Stützvektor.
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Die Normalenform nutzt den Normalenvektorn, der senkrecht zur Ebene steht: E: n∘(x−OA)=0. Diese Form zeigt dir sofort die Orientierung der Ebene im Raum.
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Tipp: Die Koordinatenform ist besonders praktisch für Berechnungen, während die Parameterform anschaulicher ist.
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Spurpunkte sind die Schnittpunkte einer Ebene mit den drei Koordinatenachsen. Sie helfen dir, die Ebene im Koordinatensystem zu visualisieren und sind wichtig für technische Zeichnungen.
Du benötigst die Koordinatenform der Ebene. Für jeden Spurpunkt setzt du zwei Koordinaten auf null und löst nach der dritten auf.
Spurpunkt mit der x1-Achse: Setze x2=0 und x3=0, löse nach x1 auf. Spurpunkt mit der x2-Achse: Setze x1=0 und x3=0, löse nach x2 auf. Spurpunkt mit der x3-Achse: Setze x1=0 und x2=0, löse nach x3 auf.
Achtung: Nicht jede Ebene hat alle drei Spurpunkte! Wenn eine Koordinate in der Ebenengleichung fehlt, ist die Ebene parallel zu dieser Achse.
Im Beispiel E: 3x1+4x2+3x3=12 erhältst du die Spurpunkte S1(4∣0∣0), S2(0∣3∣0) und S3(0∣0∣4). Diese drei Punkte reichen aus, um die Ebene komplett zu beschreiben!
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Zwei Ebenen können sich auf drei verschiedene Arten verhalten: Sie schneiden sich in einer Geraden, sind parallel zueinander oder sind identisch (deckungsgleich).
Stelle beide Ebenen als Koordinatenform dar und löse das entstehende lineare Gleichungssystem. Das Ergebnis verrät dir sofort die Lagebeziehung.
Eindeutige Lösung: Die Ebenen schneiden sich in einer Schnittgerade. Setze für eine Variable einen Parameter t ein und drücke die anderen Variablen durch t aus. Widerspruchwie0=−31: Die Ebenen sind parallel zueinander. Untere Stufe wird zu 0 = 0: Die Ebenen sind identisch.
Praxis-Tipp: Bei Aufgaben mit Parameter d kannst du durch Widerspruchsfreiheit bestimmen, für welche d-Werte die Ebenen identisch sind.
Die Schnittgerade gibst du in Parameterform an. Der Stützvektor entsteht, wenn du t = 0 setzt, der Richtungsvektor ist der Koeffizient von t. So verwandelst du ein abstraktes Gleichungssystem in eine anschauliche geometrische Lösung.
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Du kannst dir die App im Google Play Store und im Apple App Store herunterladen.
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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.
Stefan S
iOS user
Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.
Samantha Klich
Android user
Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.
Anna
iOS user
Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!
Jana V
iOS user
Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!
Lena M
Android user
Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️
Timo S
iOS user
Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!
Sudenaz Ocak
Android user
Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.
Greenlight Bonnie
Android user
Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼
Julia S
Android user
Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!
Marcus B
iOS user
Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben
Sarah L
Android user
Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.
Hans T
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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.
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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.
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Anna
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