Lernzettel_ Vektoren - Geraden und Ebenen

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St I -A=5+(-6)Ł II-12=-3+(-9) t B (11612) 1-5 1: (-6) (daraus Parameter. gleichung bilden) Ich kann entscheiden, ob zwei Geraden identisch oder parallel sind. 1. Richtungsvektor der einen Geradengleichung mit t • den andern Richtungsvektor der anderen Geradengleichung gleichsetzen 2. Überprüfung, ob die Richtungsvektoren Vielfache voneinander sind - LGS aufstellen - die erste Zeile der Gleichung nach t auflösen -t in die anderen beiden Zeilen der Gleichung einsetzen > kommt ein wahres Ergebnis heraus? > ja: Geraden sind parallel & ggf. identisch > nein: Geraden sind windschief zueinander oder schneiden sich Wenn ja: 3. Stützvektor einer Gleichung mit der anderen Gleichung gleichsetzen & vereinfachen 4. erste Zeile der Gleichung nach t auflösen 5. Ergebnis von t in die zweite und dritte Zeile der Gleichung einsetzen - wahre oder falsche Aussage? > wahr: Der Punkt liegt auf der Geraden = die beiden Geraden sind identisch und parallel zueinander > falsch: Der Punkt liegt nicht auf der Geraden = die beiden Geraden sind parallel, aber nicht identisch Ich kann bestimmen, ob Geraden windschief sind oder sich schneiden. 1. Überprüfung, ob die Richtungsvektoren Vielfache voneinander sind >ja: Geraden sind parallel & ggf. identisch > nein: Geraden sind windschief zueinander oder schneiden sich Wenn nein: 2. Gleichsetzung der beiden Geraden 3. das lineare Gleichungssystem vereinfachen 4. das lineare Gleichungssystem aufschreiben 5. LGS mit linSolve-Befehl oder schriftlich lösen - schriftlich: > zwei Zeilen des LGS nach den Parametern auflösen (Addition, Gleichsetzen oder Einsetzen) > Parameter in die übrige Zeile einsetzen > wahre oder falsche Aussage? > wahr: Geraden schneiden sich > falsch: Geraden sind windschief Wenn wahr: 6. Schnittpunkt S bestimmen, indem man einen Parameter in eine der Geradengleichungen einsetzt Beispiel: дедевел: ді 1. Richtungsvektor mit £. Richtungsvektor gleichsetzen t 2. Vielfache voneinander ? I At = 2. (:).. (:). - .. (:).. (@) 2 3 t = 3 I 3.2 G wahre Awsage 3. (3) -9 wahre Aussage Also sind die beiden Geraden zueinander parallel. ·18 = t 3. Stützvektor mit anderer Gleichung gleichsetzen & vereinfachen 6.0.0 1-(0) t 4. erste Zeile nacht auflösen I -3 3t 1:3 -AE t I -AB (A) 6 5. (-1). 9 6 St in die anderen beiden Zeilen einsetzen I Beispiel: gegeben: g. 22 to 1: A = Der Punkt liegt nicht auf der Geraden g. Damit sind g und h zueinander parallel, aber nicht identisch. 1. Vielfache voneinander ? r 24 = 0 € = 0 - S falsche Aussage x falsche Aussage X O 1:2 ✓ O = Die Geraden Sind windschiel zueinander oder schneiden sich. S. LGS 18sen (schriftlich). H 2r -5 3 -2x+25-6 Addition 2s= -5 S = 2,5 1- (-2) 2. Gleichsetzen der beiden Geraden & (3) vereinfachen O 8--8-9--01--0-0 h: : t in die anderen Zeilen I 0:1 I 0 = -1 sin 1:2 r+ 25 = 3 r. 0,5 falsche Aussage falsche Aussage 4. LGS aufschreiben I I T 1-2,5 r.s in I -0,5.1 falsche Aussage = Die Geraden schneiden sich nicht. Somit sind die beiden Geraden wind. schief zueinander. Ich kann die Lage von Geraden allgemein ermitteln. Zwei Geraden g und h des Raumes können: - sich schneiden - zueinander parallel sein - zueinander windschief sein - identisch sein Ich kann entscheiden, ob zwei gegebene Vektoren orthogonal sind. orthogonal: Winkel beträgt 90 Grad ist immer dann, wenn das Skalarprodukt = 0 ist 21b wenn = 0 ist allgemeine Formel des Skalarprodukts: 2. b = a·b₁+ a₂·b2 + a3.bz Skalarprodukt mit GTR: dotp (a,b) oder dotp ([*];[]) 2.b=0 Ich kann zu einem Vektor einen orthogonalen Vektor bestimmen. 1. gesuchter Vektor mit Parametern ausfüllen 2. Skalarprodukt mit Parametern ausrechnen, Ergebnis = 0 3. für die Parameter beliebige Zahlen einsetzen, sodass Gleichung stimmt Ich kann den Winkel zwischen Vektoren berechnen. allgemeine Formel: cas (x) = 1 (Skalarprodukt durch den Betrag) Winkel mit GTR: x= COS( dot (a,b) norm (a) norm (6) ) allgemeines Vorgehen: gemeinsamer identisch Beispiel: gegeben: Punkt? 3. Beispiel gegeben: nein parallel Richtungsvektoren Vielfache? Beispiel gegeben: überprüfe, ob die Vektoren orthogonal zueinander sind. 2.b. x a = ·1·6+ 2·1+4·(-1) = -8 -(:) 1. gesuchter Vektor mit Parametern ausfüllen COS X = 121.151 = Die Vektoren a und 6 sind nicht zueinander orthogonal. ib. Geraden schneiden sich 1.53·3+ 5.1 cos α = √√₁²₁²²²3²4² 19 cas α = √35 √√35 2. Skalarprodukt mit Parametein ausrechnen 2.B 2.x +².y + 1.2.0. 3. betebige Zahlen einsetzen: 2.6 2.2+2-0 + 1. (-4)= 0 cas-1 gemeinsamer 57° nein Schnittpunkt? Lo nicht O √35√35 rein windschief I cos-1 Ich kann Ebenen mithilfe der Parameterform beschreiben. Jede Ebene lässt sich durch eine Gleichung der Form beschreiben (Parametergleichung): +5.U+S. Lernzettel: Ebenen ↓ Stützrektor Ortsvektor Spannvektoren Hierbei sind die Vektoren und nicht parallel zueinander. Ich kann überprüfen, ob ein Punkt auf einer gegebenen Ebene liegt. 1. Punkt mit Ebenengleichung gleichsetzen 2. lineares Gleichungssystem aufstellen 3. lineares Gleichungssystem lösen (mit GTR linSolve-Befehl oder schriftlich) Ich kann die Lage einer Gerade zu einer Ebene bestimmen. Gegeben ist eine Gerade g + und eine Ebene Ex+r+s Falls die Gleichung +++s-u - genau eine Lösung hat, schneiden sich die Geraden g und die Ebene E. - keine Lösung hat, sind die Gerade g und die Ebene E zueinander parallel. - unendlich viele Lösungen hat, liegt die Gerade g in der Ebene E. 1. Geradengleichung mit der Ebenengleichung gleichsetzen 2. lineares Gleichungssystem aufstellen 3. lineares Gleichungssystem lösen (mit GTR: linSolve-Befehl) wenn: - eine Lösung: dann schneiden sich die Gleichungen > es gibt einen Durchstoßpunkt > Parameter t in Geradengleichung einsetzten, um Durchstoßpunkt zu bestimmen - wenn etwas mit c herauskommt, gibt es unendlich viele Lösungen = Gerade liegt in Ebene - keine Lösung: Gerade & Ebene verlaufen parallel zueinander Beispiel: Parametergleichung der Ebene E erstellen: gegeben: A (11-111); B(1,51110); < (011) Spannvektoren berechnen: 1.5. A 0,5 AB=4-(-4)= 2 10-1/ \-^, E: OA+r. ABS.AZ E: R = Beispiel: gegeben: E: 2 = S 1. Punkt mit Gleichung gleichsetzen = 2. LGS aufstellen I I ²-(6)-(8)-8) Keine A² = 1-1 = 2 \^-^/ 0 7= 2+r+25 5= 3r + (-A)S I-3= 1 + Sr + S 3. LGS mit lin Solve-Befehl lösen. + S. Lösung :) Der Punkt regt nicht in der Ebene E. Beispiel: gegeben: E: ₁ 2- ()-(3)--(8) *-*-(:)--(:) = 2. LGS aufstellen A. Gleichungen gleich setzen (6)--6-6-(8-8) ; A (7151-3) I -2 + t = -1 + 25 + (-3) s I 6 +8t= 1 + 3r + 25 II 3+ (-2)t = 3 + (-A)r 3. LGS mit in Solve-Befehl lösen "Keine Lösung gefunden" → E und g verlayen parallel. - keine gemeinsamen Punkte