Zwei Ebenen und ihre Schnittgerade
Two planes and their line of intersection
Zwei Ebenen sind parallel, identisch oder schneiden sich in einer Geraden. Die Normalenvektoren entscheiden: Sind sie keine Vielfachen, gibt es eine Schnittgerade. Der Abschnitt zeigt zwei Wege zu ihrer Gleichung: bei zwei Koordinatenformen eine Variable eliminieren und eine freie Variable als Parameter setzen, bei einer Ebene in Parameterform diese in die andere Koordinatenform einsetzen. Räumt aus, parallele Normalenvektoren schon für „identisch“ zu halten, zwei nicht parallele Ebenen in einem Punkt schneiden zu lassen oder die Schnittgerade nur in einer der beiden Ebenen zu prüfen. Bereitet den Schnittwinkel zweier Ebenen und Kanten im Sachproblem vor.
Parallel, identisch oder schneidend
Neben
Zwei Gleichungen, eine Gerade
Auf der
Eine Ebene in Parameterform
Liegt E als X = (3; 0; 0) + λ·(−1; 2; 0) + μ·(−1; 0; 1) vor, setzt man x₁ = 3 − λ − μ, x₂ = 2λ und x₃ = μ in
Welche Ebene ist echt parallel zu E: 2x₁ + x₂ + 2x₃ = 6?
Die Ebenen x₁ − 2x₂ + x₃ = 3 und −2x₁ + 4x₂ − 2x₃ = −6 sind identisch.
Die beiden Ebenen im Bild haben keine parallelen Normalenvektoren. Sie schneiden sich daher in genau einem Punkt.
Für E: 2x₁ + x₂ + 2x₃ = 6 und F: x₁ + x₂ + x₃ = 4: Welche Gleichung entsteht aus E − F?
Welcher Punkt liegt auf der Schnittgeraden von E: 2x₁ + x₂ + 2x₃ = 6 und F: x₁ + x₂ + x₃ = 4?
Mit x₁ = t erhält man aus x₁ + x₃ = 2 und x₁ + x₂ + x₃ = 4 die Schnittgerade s: X = (0; 2; 2) + t·(1; 0; −1).
E: X = (3; 0; 0) + λ·(−1; 2; 0) + μ·(−1; 0; 1) wird in F: x₁ + x₂ + x₃ = 4 eingesetzt. Welche Gleichung entsteht?
Mit λ = 1 folgt aus 3 + λ = 4 die Schnittgerade s: X = (3; 0; 0) + μ·(−1; 0; 1).
Für n = (1; −2; 3) und n′ = (−2; 4; −6) gilt n′ = k·n. Bestimme k.
Subtrahiert man G: x₁ − x₂ + x₃ = 0 von F: x₁ + x₂ + x₃ = 4, bleibt eine Gleichung nur mit x₂. Wie groß ist x₂ auf der Schnittgeraden von F und G?
Setzt man x₁ = 2 + λ − μ, x₂ = λ, x₃ = μ in F: x₁ + 2x₂ − x₃ = 5 ein, entsteht 2 + k·λ − 2μ = 5. Bestimme k.
Für welches a sind E₁: 2x₁ + a·x₂ + 4x₃ = 5 und E₂: x₁ + 3x₂ + 2x₃ = 7 parallel?
Die Dachflächen E₁: x₁ + x₂ + x₃ = 6 und E₂: x₁ + 2x₂ + x₃ = 8 schneiden sich in der Kante k. Welche x₃-Koordinate hat der Punkt von k mit x₁ = 3?
E: X = (1; 0; 0) + λ·(0; 1; 0) + μ·(−1; 0; 1) und F: 2x₁ − x₂ + x₃ = 4. Für μ = 1 liegt der Punkt von E genau dann in F, wenn λ = ?
Zwei Dachflächen sind E₁: x₁ + x₂ + 2x₃ = 6 und E₂: 2x₁ − x₂ + x₃ = 3. Untersuche ihre Lage, bestimme die Gleichung der Schnittgeraden und prüfe einen ihrer Punkte in beiden Gleichungen. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.