Geradengleichung/Punktrechnung

Folgende Aufgabe:

"Gegeben ist die Gerade g: x = (-9, 3, 0) + α (3, -1, 4)

a) Man gebe 3 beliebige Punkte an, die auf der Geraden g liegen.
b) Man gebe einen Punkt an, der definitiv nicht auf g liegt.
c) Man gebe eine beliebige Gerade h an, die parallel zu g durch den Punkt Z (2;2;1) verläuft.
d) Schneidet die Gerade g eine der Koordinatenachsen? Wenn ja, welche?"

Nun:

a) habe ich berechnet, in dem ich den Parameter α dreimal beliebig verändere und die Punkte ausrechne:

α =  2  -> P1 = (-3,1,8)
α =  3  -> P2 = (0,0,12)
α = -2  -> P3 = (-15,5,-8)

Ist diese Vorgehensweise korrekt?

b) habe ich berechnet, indem ich den Ortsvektor bspw. mit 2 multipliziere und den Richtungsvektor gleich lasse, sodass ich eine parallele Gerade erhalte. Hier errechne ich den Punkt durch einsetzen eines beliebigen Parameters (hier 1) und erhalte somit einen Punkt, der definitiv nicht auf der Geraden g liegt, da parallel:P = (-15,5,4) Ist dies korrekt?

c) eine beliebige Gerade zu entwickeln, die parallel zur Geraden g verläuft, habe ich, sofern korrekt, ja bereits in der Aufgabe „b)“ getan, allerdings soll diese ja nun durch einen bestimmten Punkt Z verlaufen. D.h. ich wähle sowohl den Ortsvektor als auch den Parameter so, dass dieser Punkt Z (2;2;1) resultiert. Dies kann man doch sicherlich mit Hilfe einer bestimmten Rechnung erledigen und nicht durch reines raten/ausprobieren, oder? Vielleicht kann mir jemand ja im Bezug auf dieses Problem weiterhelfen.

d) Durch skizziertes einzeichnen der Gerade, indem ich bspw. die Punkte aus „a)“ benutze, sehe ich, dass die Gerade die Achsen x und z schneiden. (sofern korrekt) Ist die Arbeit damit getan? Oder gibt es eine rechnerische Lösung dessen?

VIELEN VIELEN DANK FÜR JEDE ART VON HILFE!!!

PS: Diese Aufgaben sind nicht Inhalt einer Hausaufgabe, sondern dienen meiner persönlichen Vorbereitung auf eine Klausur. Hilfestellungen und Tipps sind somit hilfreich für mein Verständnis der Thematik und dienen keineswegs dazu, Rechnungen bzw. Arbeitsleistungen abgenommen zu bekommen.


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MOD: Formatierung.

Hallo wer-weiss-was-Benutzer/in

heute um 15:40 Uhr schrieben Sie als [email protected] u.a. mir mit
dem gleichen Betreff:

B> a) … (-3,1,8) … (0,0,12) … (-15,5,-8) … korrekt?

Ja.

B> b) (-15,5,4) … korrekt?

Ja.

B> c) … allerdings …

B> ich wähle sowohl den Ortsvektor als auch den Parameter so, dass
B> dieser Punkt Z (2;2;1) resultiert.

Nein.
Am einfachsten ist es, Sie wählen den Punkt Z als Ortsvektor und
behalten den Richtungsvektor aus g bei.

B> mit Hilfe einer … Rechnung erledigen

Wenn Sie was rechnen wollen, können Sie einen anderen Ortsvektor
ausrechnen:

Die (einfachste) Lösung oben ergibt sich, wenn Sie in:

j: X=(a;b;c)+t*(3;-1;4)=(2;2;1)

t=0
setzen.

Mit z.B.
t=1
erhalten Sie mit
(a;b;c)=(-1;3;-3)
einen anderen Ortsvektor:
                                a+3=2
X=(a;b;c)+1*(3;-1;4)=(2;1:1) => b-1=2
                                c+4=1
(Das Folgt-Zeichen (=&gt:wink: gilt für alle 3 über einanderstehende Zeilen)

B> d) Durch skizziertes einzeichnen der Gerade

Durch das Abbilden der 3D auf die 2D eines Schrägbildes kommt man leicht zu falschen Schlüssen

B> sehe ich, dass die Gerade die Achsen x und z
B> schneiden. (sofern korrekt)

z stimmt, x nicht.

B> gibt es eine rechnerische Lösung dessen?

Ein Punkt der in 2 (von 3) Dimensionen die Koordinate 0 hat, liegt auf der Achse für die noch übrige Dimension.

Die z Lösung haben Sie schon in a) mit t=3 geraten.

Die beiden anderen Achsen prüfen sie mit:

                                 -9+t*3=a
X=(-9;3;0)+t*(3;-1;4)=(a;0:0) => 3+t*(-1)=0 => t=3
                                 0+t*4=0 => t=0
Da sich zwei verschiedene t ergeben, gibt es keinen Schnittpunkt mit der x-Achse.

                                 -9+t*3=0 => t=-3
X=(-9;3;0)+t*(3;-1;4)=(0;b:0) => 3+t*(-1)=b
                                 0+t*4=0 => t=0
Da sich zwei verschiedene t ergeben, gibt es keinen Schnittpunkt mit der y-Achse.

Mit wer-weiss-was-freudigen Grüßen

Martin L. Völker

Hallo RSS88,

vielen Dank für die interessante Frage! Nachfolgend meine Antwprten:

Teilaufgabe a
sehr gut gelöst, genau so geht es!

Teilaufgabe b
ja, das geht
alternativ: linear unabhängige Vektor von (3; -1; 4) verwenden, z.B. (-2; 1; 0)

Teilaufgabe c
Man kann den Punkt Z zum Ortsvektor OZ (2; 2; 1) weiterentwickeln und als Richtungsvektor einen zum Richtungsvektors der Geraden linear abhängigen Vektor einsetzen, z.B. (9; -3; 12).

Teilaufgabe d
Die Gerade g hat den Stützvektor (-9; 3; 0), d.h. sie verläuft durch den Punkt P(-9; 3; 0). Dieser Punkt liegt auf der x3-Axchse, da seine x3-Koordinate 0 ist.
==> g schneidet die x3-Achse

Alles Gute und viel Erfolg bei der Klausur!
Crawitter

Traumhaft hilfreiche Antworten! Habe sehr viel gelernt und die Lösungen nachvollziehen können!

Vielen lieben Dank! Ich wünsche eine schöne Woche!

Schönen Gruß

Reiner

Teilaufgabe d
Die Gerade g hat den Stützvektor (-9; 3; 0), d.h. sie verläuft
durch den Punkt P(-9; 3; 0). Dieser Punkt liegt auf der
x3-Axchse, da seine x3-Koordinate 0 ist.
==> g schneidet die x3-Achse

Nein, der Punkt liegt nicht auf der x3 (bzw. z) Achse. Damit ein Punkt auf einer Achse liegt, müssen alle anderen Koordinatenbestandteile null sein. D.h., um auf der x-Achse zu liegen müssen y- und z-Koordinate 0 sein, die x-Koordinate ist egal.
Das müsste man also für alle drei Achsen prüfen:
x-Achse: (3, 0) + a (-1, 4) = (0, 0)
y-Achse: (-9, 0) + a (3, 4) = (0, 0)
z-Achse: (-9, 3) + a(3, -1) = (0, 0)
Für a=3 entsteht damit ein Schnittpunkt mit der z-Achse. Dieser ist aber keineswegs der Stützvektor der Geraden.

Nico

1 Like

Hallo,

da bin ich leider zu spät für eine Antwort: Die richtige Infos kamen ja schon.
Gruß