Lagebeziehungen von Geraden und Ebenen

Positions of Lines and Planes

Mathematik Klasse 13 7 Aufgaben
Analytische GeometrieVektorenRaumgeometrieKerncurriculum
Leicht
Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Welche Lagebeziehung ist zwischen zwei Geraden im Raum NICHT möglich?

  • ● senkrecht ohne Schnittpunkt (aber nicht windschief)
  • ○ parallel
  • ○ schneidend
  • ○ windschief
Zwei Geraden im Raum können parallel, schneidend, windschief oder identisch sein. 'Senkrecht ohne Schnittpunkt' wÀre windschief.
Wahr / Falsch #2 12s ▶ Testen

Zwei Geraden im ℝ³ mit parallelen Richtungsvektoren haben keinen Schnittpunkt.

✓ Falsch
Sie können parallel (kein Schnittpunkt) oder identisch (unendlich viele gemeinsame Punkte) sein.
Multiple Choice #3 15s ▶ Testen

Eine Gerade g und eine Ebene E haben keinen gemeinsamen Punkt. Was gilt?

  • ● g ist parallel zu E.
  • ○ g ist windschief zu E.
  • ○ g liegt in E.
  • ○ g steht senkrecht auf E.
Kein Schnittpunkt zwischen Gerade und Ebene bedeutet: die Gerade ist parallel zur Ebene (der Richtungsvektor von g steht senkrecht auf dem Normalenvektor von E).
Mittel
LĂŒckentext #1 15s ▶ Testen

Den Winkel zwischen einer Geraden und einer Ebene berechnet man ĂŒber den ___ zwischen Richtungsvektor und Normalenvektor.

✓ Antwort: Sinus
Der Schnittwinkel α zwischen Gerade und Ebene erfĂŒllt sin α = |n⃗ · u⃗| / (|n⃗| · |u⃗|), wobei u⃗ der Richtungsvektor und n⃗ der Normalenvektor ist.
Multiple Choice #2 20s ▶ Testen

Wann schneidet eine Gerade g: x⃗ = p⃗ + t·u⃗ die Ebene E: n⃗ · x⃗ = d in genau einem Punkt?

  • ● Wenn n⃗ · u⃗ ≠ 0
  • ○ Wenn n⃗ · u⃗ = 0
  • ○ Wenn u⃗ = n⃗
  • ○ Wenn p⃗ in E liegt
Einsetzen der Geradengleichung in die Ebenengleichung: n⃗ · (p⃗ + t·u⃗) = d. Genau eine Lösung fĂŒr t existiert, wenn n⃗ · u⃗ ≠ 0.
Wahr / Falsch #3 12s ▶ Testen

Zwei Ebenen im ℝ³ schneiden sich entweder in einer Geraden, sind identisch oder sind parallel.

✓ Wahr
Das sind die drei möglichen Lagebeziehungen zweier Ebenen im Raum.
Multiple Choice #4 18s ▶ Testen

Wie berechnet man den Schnittwinkel zweier Ebenen E₁ und E₂?

  • ● Über den Winkel zwischen den Normalenvektoren: cos α = |n⃗₁ · n⃗₂| / (|n⃗₁| · |n⃗₂|)
  • ○ Über die Addition der Normalenvektoren
  • ○ Über das Kreuzprodukt der StĂŒtzvektoren
  • ○ Über den Abstand der Ebenen
Der Schnittwinkel zweier Ebenen entspricht dem Winkel ihrer Normalenvektoren (bzw. dem Supplementwinkel, daher Betrag).