Lagebeziehung Gerade-Ebene

Die Lagebeziehung zwischen einer Geraden und einer Ebene kann drei verschiedene Formen annehmen: Die Gerade kann die Ebene schneiden, parallel zur Ebene verlaufen oder in der Ebene liegen. Um diese Beziehung zu überprüfen, wird die Geradengleichung mit der Ebenengleichung gleichgesetzt.

Definition: Durchstoßpunkt - Der Punkt, an dem eine Gerade eine Ebene durchstößt oder schneidet.

Die Überprüfung erfolgt durch das Aufstellen und Lösen eines linearen Gleichungssystems (LGS). Eine einzige Lösung bedeutet, dass die Gerade die Ebene schneidet. Keine Lösung zeigt, dass die Gerade parallel zur Ebene verläuft. Unendlich viele Lösungen weisen darauf hin, dass die Gerade in der Ebene liegt.

Example: Für g: x = p + t · u und E: ax + by + cz + d = 0 wird das LGS a(p₁ + tu₁) + b(p₂ + tu₂) + c(p₃ + tu₃) + d = 0 gelöst.

Highlight: Der Schnittpunkt Gerade Ebene wird durch Einsetzen des gefundenen Parameters t in die Geradengleichung bestimmt.

Vocabulary: Lineares Gleichungssystem (LGS) - Ein System von linearen Gleichungen, das gemeinsam gelöst wird, um die Lagebeziehung zu bestimmen.

Lagebeziehung Punkt-Gerade

Die Lagebeziehung zwischen einem Punkt und einer Geraden kann auf zwei Arten auftreten: Der Punkt kann entweder auf der Geraden liegen oder einen Abstand zu ihr haben. Um diese Beziehung zu überprüfen, wird der Punkt in die Geradengleichung eingesetzt. Wenn sich für alle Gleichungen der gleiche Parameterwert t ergibt, liegt der Punkt auf der Geraden.

Example: Für die Gerade g: x = (1) + t · (2) und den Punkt A(3|1|2) ergibt sich: 3 = 1 + 2t, 1 = 1, 2 = 2. Da t = 1 für alle Gleichungen gilt, liegt A auf g.

Highlight: Bei der Überprüfung ist es wichtig, dass alle Gleichungen dasselbe t ergeben. Unterschiedliche t-Werte bedeuten, dass der Punkt nicht auf der Geraden liegt.

Vocabulary: Lagebeziehung - Die räumliche Beziehung zwischen geometrischen Objekten.