Ebenen im dreidimensionalen Raum Eine Ebene im dreidimensionalen Raum ist eine unendlich ausgedehnte, ebene Fläche, deren Lage im Raum eindeutig festgelegt ist. Zwei Geraden, die sich schneiden, spannen eine Ebene im Raum auf. Beispiel: Eine Ebene E, die durch die Geraden g und h festgelegt wird. Gerade liegt in evene.fr. Ebenengleichungen in Parameterform Bei der Definition einer Ebene, geht es im Prinzip darum, die Lage der Punkte, die in der Ebene liegen zu definieren. Da zwei Geraden eine Ebene aufspannen, liegt es nahe, eine Geradengleichung als Basis für die Definition einer Ebene zu nehmen. Diese Geradengleichung legt die Lage aller Punkte fest, die auf der Geraden g liegen. Ergänzt man nun die Geradengleichung durch den Richtungsvektor von h, multipliziert mit einem Parameter, so erhält man eine Gleichung, die alle Punkte auf der Ebene definiert. Ebenengleichung in Parameterform: Die Ebenengleichung unterscheidet sich von der Geradengleichung in Parameterform lediglich durch einen zweiten Richtungsvektor.
Der Abstand der Geraden g g zur Ebene E E ist: d ( g, E) = ∣ r ⋅ n ⃗ ∣ d(g, E)=|r\cdot \vec n|. Lösung Stelle eine Hilfsgerade h h auf, die durch den Aufpunkt P P der Geraden g g verläuft und die orthogonal zur Ebene E E liegt. Der Normalenvektor n ⃗ = ( 2 2 1) \vec n= \begin{pmatrix}2\\2\\1\end{pmatrix} der Ebene E E ist der Richtungsvektor der Hilfsgeraden h h. Schneide die Hilfsgerade h h mit der Ebene E E. Setze dazu die Geradengleichung h h in die gegebene Ebenengleichung ein: 2 x 1 + 2 x 2 + x 3 − 8 \displaystyle 2x_1+2x_2+x_3-8 = = 0 \displaystyle 0 ↓ Setze h h in E E ein. Gerade liegt in ebene hotel. 2 ⋅ ( 1 + 2 r) + 2 ⋅ ( 4 + 2 r) + 1 ⋅ ( 1 + r) − 8 \displaystyle 2\cdot (1+2r)+2\cdot(4+2r)+1\cdot(1+r)-8 = = 0 \displaystyle 0 ↓ Löse die Klammern auf und fasse zusammen. 2 + 4 r + 8 + 4 r + 1 + r − 8 \displaystyle 2+4r+8+4r+1+r-8 = = 0 \displaystyle 0 3 + 9 r \displaystyle 3+9r = = 0 \displaystyle 0 − 3 \displaystyle -3 9 r \displaystyle 9r = = − 3 \displaystyle -3: 9 \displaystyle:9 r \displaystyle r = = − 3 9 \displaystyle -\dfrac{3}{9} ↓ Kürze.
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