Abstand PunktâGerade
Welche Ebene ist die Hilfsebene durch P(5 | 1 | 2) senkrecht zu g: X = (1; 0; 1) + λ·(2; â1; 2)?
ErklĂ€rung: Der Normalenvektor der Hilfsebene ist der Richtungsvektor u = (2; â1; 2), die rechte Seite ist u·P = 10 â 1 + 4 = 13. Bei â= 4â wurde der Aufpunkt A(1 | 0 | 1) eingesetzt (u·A = 4), bei der dritten Gleichung ist der Ortsvektor von P als Normalenvektor genommen (P·P = 30).
Die Hilfsebene 2xâ â xâ + 2xâ = 13 schneidet g: X = (1; 0; 1) + λ·(2; â1; 2) bei λ = 1. Welcher Punkt ist der LotfuĂpunkt von P(5 | 1 | 2) auf g?
ErklĂ€rung: λ = 1 in g eingesetzt: (1 + 2; 0 â 1; 1 + 2) = (3; â1; 3). Probe: PF = (â2; â2; 1) und u·PF = â4 + 2 + 2 = 0. F(1 | 0 | 1) ist der Aufpunkt (λ = 0), F(5 | â2 | 5) gehört zu λ = 2.
F(2 | 4 | 4) ist der LotfuĂpunkt von P(3 | 2 | 4) auf g: X = λ·(1; 2; 2).
ErklĂ€rung: F liegt zwar auf g (λ = 2 gehört zu (2 | 4 | 4)), aber PF = (â1; 2; 0) hat u·PF = â1 + 4 + 0 = 3 â 0: PF steht nicht senkrecht auf g. Der LotfuĂpunkt hat λ = 5/3.
Die Hilfsebene 2xâ â xâ + 2xâ = 13 wird mit g: X = (1; 0; 1) + λ·(2; â1; 2) geschnitten. FĂŒr welches λ?
ErklĂ€rung: 2(1 + 2λ) â (âλ) + 2(1 + 2λ) = 4 + 9λ = 13, also λ = 1.
Bestimme den LotfuĂpunkt von P(6 | 6 | 2) auf g: X = (2; 1; 0) + λ·(1; 2; 2). Welche xâ-Koordinate hat er?
ErklĂ€rung: Hilfsebene: xâ + 2xâ + 2xâ = 6 + 12 + 4 = 22. Einsetzen: (2 + λ) + 2(1 + 2λ) + 2·2λ = 4 + 9λ = 22, also λ = 2 und F(4 | 5 | 4). Also xâ = 5.
Der LotfuĂpunkt von P(5 | 1 | 2) auf g ist F(3 | â1 | 3), und g hat den Aufpunkt A(1 | 0 | 1). Wie groĂ ist der Abstand von P zu g?
ErklĂ€rung: Der Abstand ist die LĂ€nge des Lots: PF = (â2; â2; 1), |PF| = â9 = 3. â4,2â ist |PA| = â18 (Abstand zum Aufpunkt), â9â ist |PF|ÂČ ohne die Wurzel.
FĂŒr P(5 | 1 | 2) und g: X = (1; 0; 1) + λ·(2; â1; 2) ist der Abstand von P zu g kleiner als der Abstand von P zum Aufpunkt A(1 | 0 | 1).
ErklĂ€rung: Der Abstand zu g ist 3, der Abstand zu A ist |PA| = |(4; 1; 1)| = â18 â 4,24. Das Lot ist die kĂŒrzeste Verbindung von P zu allen Punkten von g, auch zum Aufpunkt.
Der LotfuĂpunkt von P(6 | 6 | 2) auf g ist F(4 | 5 | 4). Berechne |PF|.
ErklĂ€rung: PF = F â P = (â2; â1; 2), |PF| = â(4 + 1 + 4) = 3.
Die Dachkante ist s: X = (0; 2; 2) + t·(1; 0; â1). Eine Drohne schwebt im Punkt P(5 | 4 | 5) (1 LĂ€ngeneinheit = 1 m). Welchen Abstand hat sie zur Kante s?
ErklĂ€rung: Hilfsebene: xâ â xâ = 0. Einsetzen: t â (2 â t) = 0 gibt t = 1 und F(1 | 2 | 1). PF = (â4; â2; â4), |PF| = â36 = 6 m.
Die Geraden g: X = (1; 0; 1) + λ·(1; 2; 2) und h: X = (4; 3; 1) + Ό·(1; 2; 2) sind parallel. Wie groĂ ist ihr Abstand?
ErklĂ€rung: B(4 | 3 | 1) hat von g den LotfuĂpunkt F(2 | 2 | 3) (λ = 1), und |BF| = |(2; 1; â2)| = 3. â4,2â ist der Abstand der Aufpunkte |AB| = â18, â9â das Skalarprodukt (B â A)·u.
Die Punkte B(4 | 3 | 1) und BâČ(5 | 5 | 3) liegen auf h: X = (4; 3; 1) + Ό·(1; 2; 2) und haben denselben Abstand zur parallelen Geraden g: X = (1; 0; 1) + λ·(1; 2; 2).
ErklĂ€rung: BâČ ist B + u, liegt also auf h. Beide haben den Abstand 3 zu g (BâČ hat den LotfuĂpunkt (3 | 4 | 5) mit BâČFâČ = (2; 1; â2)). Parallele Geraden haben ĂŒberall denselben Abstand.
Der Punkt B(4 | 3 | 1) der Geraden h hat den LotfuĂpunkt F(2 | 2 | 3) auf der parallelen Geraden g. Wie groĂ ist der Abstand von g und h?
ErklĂ€rung: BF = (â2; â1; 2), |BF| = â(4 + 1 + 4) = 3.
Zwei parallele Kabel: g: X = (1; 1; 0) + λ·(0; 3; 4) und h: X = (6; 4; 4) + Ό·(0; 3; 4). Wie groĂ ist ihr Abstand (1 LĂ€ngeneinheit = 1 m)?
ErklĂ€rung: B(6 | 4 | 4): Hilfsebene 3xâ + 4xâ = 12 + 16 = 28. g eingesetzt: 3(1 + 3λ) + 4·4λ = 3 + 25λ = 28 gibt λ = 1, F(1 | 4 | 4). BF = (â5; 0; 0), |BF| = 5 m. Der Abstand der Aufpunkte, â50 â 7,1, wĂ€re falsch.
Die Dachkante ist s: X = (0; 2; 2) + t·(1; 0; â1). Eine Drohne schwebt im Punkt P(6 | 4 | 4). Bestimme den LotfuĂpunkt F auf s mit einer Hilfsebene und berechne damit den Abstand von P zu s. PrĂŒfe, dass PF senkrecht auf s steht.
Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.
ErklÀrung: Hilfsebene mit Normalenvektor u durch P, mit der Geraden schneiden, dann |PF|.