Die Geradengleichung
Welche Gleichung beschreibt die Gerade durch A(2 | 1 | 3) mit dem Richtungsvektor u = (1; 0; â2)?
ErklĂ€rung: Der Punkt A ist der StĂŒtzvektor, u der Richtungsvektor mit dem Parameter λ. Die zweite Gleichung vertauscht die Rollen, die dritte hat keinen Parameter und beschreibt nur den einzelnen Punkt (3 | 1 | 1).
Welcher Punkt liegt auf g: X = (1; 0; 2) + λ·(2; 1; â1) fĂŒr λ = 3?
ErklĂ€rung: Man setzt λ = 3 ein: (1 + 6; 0 + 3; 2 â 3) = (7; 3; â1). P(6 | 3 | â3) vergisst den StĂŒtzvektor, bei P(7 | 3 | 5) ist das Vorzeichen der dritten Komponente falsch.
Die Gerade g hat den StĂŒtzvektor A(1 | 0 | 1) und den Richtungsvektor u = (1; 2; 1). FĂŒr welches λ liefert g den eingezeichneten Punkt Q(3 | 4 | 3)?
ErklÀrung: Aus 3 = 1 + λ folgt λ = 2; die zweite Zeile 4 = 2λ und die dritte 3 = 1 + λ bestÀtigen das. λ = 3 und λ = 4 sind nur Koordinaten von Q (die erste und dritte beziehungsweise die zweite), nicht der Parameter.
FĂŒr λ = â1 liefert g: X = (1; 1; 1) + λ·(1; 0; 2) den Punkt (0 | 1 | â1).
ErklĂ€rung: (1 â 1; 1 + 0; 1 â 2) = (0; 1; â1). Auch negative λ gehören zur Geraden: Sie liegen auf der anderen Seite von A.
FĂŒr g: X = (2; 4; â1) + λ·(3; â2; 5) und λ = 2: Welche xâ-Koordinate hat der Punkt?
ErklĂ€rung: xâ = â1 + 2 · 5 = 9.
Eine Drohne fliegt auf g: X = (1; 0; 2) + λ·(2; 1; â1) (λ in Minuten, LĂ€ngeneinheit 10 m). Bei welchem λ landet sie, also xâ = 0?
ErklĂ€rung: Die dritte Zeile 2 â λ = 0 liefert λ = 2. Landepunkt: (1 + 4 | 0 + 2 | 0) = (5 | 2 | 0).
Welche Gleichung beschreibt die Gerade durch A(1 | 2 | 0) und B(4 | 0 | 2)?
ErklĂ€rung: Der Richtungsvektor ist AB = B â A = (3; â2; 2). (5; 2; 2) entsteht durch Addieren der Koordinaten von A und B, in der dritten Gleichung sind StĂŒtz- und Richtungsvektor vertauscht.
Die Geraden g: X = (0; 0; 0) + λ·(1; 2; 3) und h: X = (2; 4; 6) + Ό·(3; 6; 9) sind dieselbe Gerade.
ErklĂ€rung: Der Punkt (2 | 4 | 6) liegt auf g (λ = 2), und (3; 6; 9) = 3 · (1; 2; 3) ist ein Vielfaches des Richtungsvektors. StĂŒtzpunkt und LĂ€nge des Richtungsvektors sind frei wĂ€hlbar.
Die Gerade g im Bild geht durch A und B. Welchen Richtungsvektor hat sie?
ErklĂ€rung: AB = B â A = (3 â 1; 4 â 0; 3 â 1) = (2; 4; 2). (4; 4; 4) ist die Summe der Koordinaten, (3; 4; 3) der Ortsvektor von B: beides zeigt nicht von A nach B.
Die Gerade geht durch A(2 | â1 | 4) und B(5 | 3 | 1). Welche dritte Komponente hat der Richtungsvektor AB?
ErklĂ€rung: ABâ = 1 â 4 = â3 (Spitze minus FuĂ).
Die Gerade g geht durch A(0 | 1 | 2) und B(2 | 5 | â2): g: X = A + λ·AB. Welche xâ-Koordinate hat der Punkt von g mit λ = 0,5?
ErklĂ€rung: AB = (2; 4; â4), der Punkt fĂŒr λ = 0,5 ist A + 0,5 · AB = (1 | 3 | 0), der Mittelpunkt von AB. xâ = 1 + 0,5 · 4 = 3.
Welcher der Punkte liegt auf g: X = (1; 0; 1) + λ·(1; 2; 1)?
ErklÀrung: P: 4 = 1 + λ, 6 = 2λ, 4 = 1 + λ ergeben in allen Zeilen λ = 3. Bei Q verlangen die erste und zweite Zeile λ = 2, die dritte aber λ = 1; bei R verlangen die erste und dritte λ = 1, die zweite aber λ = 2.
Der Punkt P(1 | 3 | 9) liegt auf g: X = (0; 1; 3) + λ·(1; 2; 3).
ErklĂ€rung: 1 = λ und 3 = 1 + 2λ liefern beide λ = 1, die dritte Zeile 9 = 3 + 3λ aber λ = 2. Zwei passende Zeilen genĂŒgen nicht: ein λ muss in allen drei stimmen.
Im Bild scheint R(5 | 5 | 4) auf g: X = (1; 0; 1) + λ·(1; 2; 1) zu liegen. R liegt tatsÀchlich auf g.
ErklĂ€rung: Aus 5 = 1 + λ folgt λ = 4, dann wĂ€re xâ = 8 statt 5: R liegt nicht auf g. Das SchrĂ€gbild tĂ€uscht: R liegt auf derselben Sichtlinie wie der Punkt (3 | 4 | 3) von g, nur weiter vorn und höher.
Der Punkt P(8 | 3 | â2) liegt auf g: X = (2; 1; 0) + λ·(3; 1; â1). Bestimme λ.
ErklĂ€rung: Erste Zeile: 8 = 2 + 3λ, also λ = 2. Probe: 3 = 1 + 2 und â2 = 0 â 2.
Der Punkt P(5 | 4 | c) liegt auf g: X = (1; 0; 2) + λ·(2; 2; 1). Bestimme c.
ErklÀrung: 5 = 1 + 2λ gibt λ = 2, die zweite Zeile 4 = 2λ bestÀtigt es. Damit c = 2 + 1 · 2 = 4.
Eine Drohne fliegt von A(1 | 0 | 1) nach B(3 | 4 | 3) und danach geradeaus weiter. Stelle eine Gleichung der Flugbahn g auf und prĂŒfe rechnerisch, ob die Punkte C(5 | 8 | 5) und D(5 | 8 | 4) auf g liegen.
Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.
ErklÀrung: Richtungsvektor = Verbindungsvektor AB; bei der Punktprobe muss dasselbe λ in allen drei Zeilen passen.