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Parameterform -> Normalenform $$ E: \vec{x} \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 3 \end{pmatrix} + r \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 2 \end{pmatrix} + s \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} Gesucht ist die Normale der Ebene. Die Normale ist senkrecht zu den beiden Richtungsvektoren.
Richtungsvektors $\vec{u}$ $v_1$, $v_2$ und $v_3$ sind die Koordinaten des 2. Richtungsvektors $\vec{v}$ Ein Richtungsvektor lässt sich leicht von einem Aufpunkt unterscheiden: Vor einem Richtungsvektor steht ein Parameter (hier: $\lambda$ und $\mu$). $x_1$, $x_2$ und $x_3$ lassen sich auch getrennt voneinander betrachten: $$ x_1 = a_1 + \lambda \cdot u_1 + \mu \cdot v_1 $$ $$ x_2 = a_2 + \lambda \cdot u_2 + \mu \cdot v_2 $$ $$ x_3 = a_3 + \lambda \cdot u_3 + \mu \cdot v_3 $$ $x_1$, $x_2$ und $x_3$ setzen sich jeweils zusammen aus einer Koordinate des Aufpunkts, einer Koordinate des 1. Richtungsvektors und einer Koordinate des 2. Richtungsvektors. Zurück zu unserem Beispiel: $$ x_1 = \lambda $$ $$ x_2 = \mu $$ $$ x_3 = \frac{5}{2} - 2\lambda - \frac{3}{2}\mu $$ Diese drei Zeilen müssen wir nun so umschreiben, dass wir die Koordinaten des Aufpunkts, die Koordinaten des 1. Richtungsvektors und die Koordinaten des 2. Ebenengleichungen umformen - Studimup.de. Richtungsvektors ablesen können. Schauen wir uns zuerst die $x_3$ -Zeile an, da diese am einfachsten ist.
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Jetzt kannst du x 2 und x 3 gleich Null setzen: Wenn du das in deine Koordinatenform einsetzt, erhältst du: Wenn du die Gleichung löst, kannst du deinen dritten Spurpunkt bestimmen: Dein letzter Punkt ist also P 3 (5|0|0). 2. Schritt: Bilde die Spannvektoren Dir fehlen nur noch deine Spannvektoren, die du wieder mit Hilfe deiner drei Punkte bildest. Du ziehst von den Ortsvektoren von P 2 und P 3 den Ortsvektor von P 1 ab und erhältst: 3. Schritt: Stelle die Parameterform auf Jetzt stellst du deine Parameterform auf, indem du als Stützvektor deinen Punkt P 1 wählst und die Spannvektoren einsetzt: Parameterform in Koordinatenform Du kannst jetzt die Koordinatenform in die Parametergleichung umwandeln, aber kannst du es auch andersrum? Ebenengleichung umformen parameterform koordinatenform einer ebene. Falls nicht, schau dir doch unser Video zu Parameterform in Koordinatenform an! Zum Video: Parameterform in Koordinatenform
Es gilt also $\begin{pmatrix}n_1\\n_2\\n_3 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix}1\\1\\5 \end{pmatrix} = 0$ und $\begin{pmatrix}n_1\\n_2\\n_3 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix}2\\0\\4 \end{pmatrix} = 0$. Ausmultipliziert steht dort: $n_1+n_2+5\cdot n_3 = 0$ und $2\cdot n_1 + 4 \cdot n_3 = 0$. Wählt man im zweiten Term für $n_1=2$ ergibt sich daraus für $n_3={-1}$. Eingesetzt in den ersten Term bedeutet das $2+ n_2 – 5 = 0$ und damit $n_2=3$. Unser gesuchter Normalenvektor ist also $\vec{n}=\begin{pmatrix}2\\3\\-1 \end{pmatrix}$. Ebenengleichung umformen parameterform koordinatenform ebene. Von der Normalen- zur Koordinatenform Methode Hier klicken zum Ausklappen Der einfachste Weg: Wir stellen die Gleichung um und bilden auf beiden Seiten das Skalarprodukt. Beispiel Hier klicken zum Ausklappen Unsere Ebene E sei in Normalenform gegeben als $\lbrack \vec{x} - \begin{pmatrix}0\\0\\-2 \end{pmatrix} \rbrack \cdot \begin{pmatrix}2\\3\\-1 \end{pmatrix} = 0$. Die Klammer ausmultiplizieren ergibt $\vec{x} \cdot \begin{pmatrix}2\\3\\-1 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix}0\\0\\-2 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix}2\\3\\-1 \end{pmatrix} = 0$ oder $\vec{x} \cdot \begin{pmatrix}2\\3\\-1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix}0\\0\\-2 \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix}2\\3\\-1 \end{pmatrix}$.