FlÀcheninhalt
Die Vektoren a = (2; 1; 0) und b = (3; 1; 4) spannen ein Parallelogramm auf. Wie groà ist sein FlÀcheninhalt?
ErklĂ€rung: a Ă b = (4; â8; â1), |a Ă b| = â81 = 9. 7 ist das Skalarprodukt a·b, und 11,4 ist |a|·|b| ohne den Sinus.
Das Parallelogramm im Bild wird von a = (3; 1; 0) und b = (3; 3; 0) aufgespannt. Wie groà ist seine FlÀche?
ErklĂ€rung: a Ă b = (0; 0; 3·3 â 1·3) = (0; 0; 6), FlĂ€che 6. 12 ist a·b = 9 + 3, und 13,42 ist |a|·|b|.
Berechne den FlÀcheninhalt des Parallelogramms, das von a = (1; 3; 4) und b = (2; 3; 4) aufgespannt wird.
ErklĂ€rung: a Ă b = (3·4 â 4·3; 4·2 â 1·4; 1·3 â 3·2) = (0; 4; â3), |a Ă b| = â(16 + 9) = 5.
Im Parallelogramm ABCD ist AB = (3; 0; 0) und AD = (1; 2; 2). Wie lang ist die Höhe auf der Seite AB (auf 0,01 genau)?
ErklĂ€rung: FlĂ€che = |AB Ă AD| = |(0; â6; 6)| = 6·â2 â 8,49. FlĂ€che = Grundseite · Höhe, also h = 8,49/3 â 2,83.
Im Dreieck ABC ist AB = (2; 0; 0) und AC = (3; 3; 4). Wie groà ist sein FlÀcheninhalt?
ErklĂ€rung: AB Ă AC = (0; â8; 6), LĂ€nge 10. Das Dreieck ist das halbe Parallelogramm: 5. 10 vergisst den Faktor œ, 3 ist œ·AB·AC, also ein halbes Skalarprodukt.
Wie groà ist der FlÀcheninhalt des Dreiecks ABC mit A(0 | 0 | 0), B(2 | 4 | 0) und C(3 | 2 | 0)?
ErklĂ€rung: AB = (2; 4; 0), AC = (3; 2; 0): AB Ă AC = (0; 0; 4 â 12) = (0; 0; â8), LĂ€nge 8, das Dreieck hat 4. 8 ist das Parallelogramm (ohne œ), 7 ist œ·AB·AC, also das halbe Skalarprodukt.
Berechne den FlÀcheninhalt des Dreiecks ABC mit AB = (0; 3; 3) und AC = (4; 2; 0).
ErklĂ€rung: AB Ă AC = (3·0 â 3·2; 3·4 â 0·0; 0·2 â 3·4) = (â6; 12; â12), LĂ€nge â(36 + 144 + 144) = 18, Dreieck: 18/2 = 9.
Ein dreieckiges Segel hat die Seitenvektoren AB = (4; 0; 2) und AC = (4; 3; 1) (Einheit: 1 m). Wie viele Quadratmeter Stoff braucht man?
ErklĂ€rung: AB Ă AC = (0·1 â 2·3; 2·4 â 4·1; 4·3 â 0·4) = (â6; 4; 12), LĂ€nge â(36 + 16 + 144) = 14. Das Segel ist das halbe Parallelogramm: 7 mÂČ.
Die Vektoren a und b haben die LĂ€ngen 4 und 5 und schlieĂen 30° ein. Wie lang ist a Ă b?
ErklÀrung: |a à b| = 4·5·sin 30° = 20·0,5 = 10. 20 lÀsst den Sinus weg, 17,32 nimmt den Kosinus (das wÀre das Skalarprodukt).
Es ist |a| = 5, |b| = 6 und |a Ă b| = 15. Wie groĂ ist sin Ï?
ErklĂ€rung: sin Ï = |a Ă b| / (|a|·|b|) = 15/30 = 0,5. 2 kehrt den Bruch um (30/15), 30 ist das Produkt der LĂ€ngen und damit der Nenner, nicht der Sinus.
FĂŒr die LĂ€nge des Vektorprodukts gilt |a Ă b| = |a|·|b|·___ Ï (sin oder cos).
ErklĂ€rung: Das Vektorprodukt misst die FlĂ€che (Grundseite mal Höhe, h = |b|·sin Ï); der Kosinus gehört zum Skalarprodukt.
Ein Dreieck hat die Seitenvektoren a und b mit den LĂ€ngen 7 und 4, die einen Winkel von 150° einschlieĂen. Berechne seinen FlĂ€cheninhalt.
ErklĂ€rung: A = œ·|a Ă b| = œ·7·4·sin 150° = 14·0,5 = 7. Das ist die Formel œ·a·b·sin Îł der Mittelstufe.
Welche zwei Vektoren nimmst du fĂŒr die FlĂ€che des Dreiecks ABC?
ErklĂ€rung: Beide Vektoren mĂŒssen im selben Eckpunkt beginnen: AB und AC. OB und OC (Ortsvektoren) gehören zum Dreieck OBC, und AB und BA sind parallel, ihr Vektorprodukt ist o.
Wie groà ist der FlÀcheninhalt des Dreiecks ABC mit A(0 | 0 | 0), B(1 | 3 | 4) und C(3 | 3 | 4)?
ErklĂ€rung: AB = (1; 3; 4), AC = (3; 3; 4): AB Ă AC = (0; 8; â6), LĂ€nge 10, Dreieck 5. 10 vergisst das œ, 14,87 ist œ·|AB|·|AC| ohne Sinus.
Berechne den FlÀcheninhalt des Dreiecks A(1 | 0 | 0), B(3 | 1 | 2), C(2 | 3 | 1) auf 0,01 genau.
ErklĂ€rung: AB = (2; 1; 2), AC = (1; 3; 1): AB Ă AC = (1·1 â 2·3; 2·1 â 2·1; 2·3 â 1·1) = (â5; 0; 5), LĂ€nge 5·â2 â 7,07, FlĂ€che â 3,54.
Eine Zeltseite hat die Ecken A(0 | 0 | 0), B(0 | 4 | 0) und S(2 | 2 | 2) (Einheit: 1 m). Wie viele Quadratmeter Stoff braucht sie (auf 0,1 mÂČ genau)?
ErklĂ€rung: AB = (0; 4; 0), AS = (2; 2; 2): AB Ă AS = (4·2 â 0·2; 0·2 â 0·2; 0·2 â 4·2) = (8; 0; â8), LĂ€nge 8·â2 â 11,31, FlĂ€che â 5,66 â 5,7 mÂČ.
Berechne die FlĂ€che des Dreiecks A(0 | 0 | 0), B(6 | 0 | 0), C(2 | 3 | 4) auf zwei Wegen: (1) mit dem Vektorprodukt, (2) mit ✠· Grundseite · Höheâ, wobei die Höhe der Abstand von C zur xâ-Achse ist. Vergleiche die Ergebnisse.
Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.
ErklÀrung: Das Vektorprodukt ersetzt das Bestimmen einer Höhe: |AB à AC| ist das Parallelogramm, das Dreieck davon die HÀlfte. Beide Wege ergeben 15.