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Serlo-Content · Eigenes Frontend

/mathe/102562/1937

Wir laden die Inhalte direkt von der Serlo API und rendern sie mit unserem UI.

Aufgabengruppe

/mathe/102562/aufgabengruppe

/mathe/102562/aufgabengruppe

Aufgabengruppe

Berechne den Winkel zwischen den zwei Geraden.

Aufgabe 1

und

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Lösung
Voraussetzung
Winkel zwischen Vektoren
Strategie

Tipp: Stelle zuerst die Richtungsvektoren der beiden Geraden auf.

Schritte

In dieser Aufgabe sollst du den Winkel zwischen zwei Geraden bestimmen. Hierzu verwendest du das Skalarprodukt und die Formel zur Berechnung des Winkels.

Richtungsvektoren bestimmen.

Beginne mit dem Aufstellen der Richtungsvektoren.

Der zu gehörende Richtungsvektor ist . Der zu gehörende Richtungsvektor ist .

Diese Vektoren nutzt du nun, um den Winkel zwischen den Geraden zu bestimmen.

Um den eingeschlossenen Winkel zwischen den Vektoren zu berechnen, benötigst du die Länge der beiden Vektoren und das Skalarprodukt von und . Berechne nun zunächst diese Größen!

Länge der Vektoren berechnen

Zur Berechnung der Länge eines Vektors bildest du das Skalarprodukt des Vektors mit sich selbst und ziehst dann die Wurzel daraus.

Du berechnest zunächst das Skalarprodukt von mit sich selbst und mit sich selbst:

Indem du jetzt jeweils die Wurzel aus dem Skalarprodukt ziehst, erhältst du die Längen der Vektoren:

und

Skalarprodukt berechnen

Jetzt musst du das Skalarprodukt der beiden Vektoren berechnen.

Das Skalarprodukt wird allgemein gebildet durch .

Hier also:

Das Skalarprodukt von und ist somit .

Winkel berechnen

Mit den bisher berchneten Größen kannst du jetzt den gesuchten Winkel berechnen. Dafür benutzt du die Formel zur Winkelberechnung:

Setze jetzt die bereits berechneten Größen ein!

Der Winkel zwischen den beiden Geraden beträgt .

Aufgabe 2

und

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Lösung
Voraussetzung
Winkel zwischen Vektoren
Strategie

Tipp: Stelle die Richtungsvektoren der beiden Geraden auf.

Schritte

In dieser Aufgabe sollst du den Winkel zwischen zwei Geraden bestimmen. Hierzu verwendest du das Skalarprodukt und die Formel zur Berechnung des Winkels.

Richtungsvektoren bestimmen.

Beginne mit dem Aufstellen der Richtungsvektoren.

Der zu gehörende Richtungsvektor ist . Der zu gehörende Richtungsvektor ist .

Diese Vektoren nutzt du nun, um den Winkel zwischen den Geraden zu bestimmen.

Um den eingeschlossenen Winkel zwischen den Vektoren zu berechnen, benötigst du die Länge der beiden Vektoren und das Skalarprodukt von und . Berechne nun zunächst diese Größen!

Länge der Vektoren berechnen

Zur Berechnung der Länge eines Vektors bildest du das Skalarprodukt des Vektors mit sich selbst und ziehst dann die Wurzel daraus.

Du berechnest zunächst das Skalarprodukt von mit sich selbst und mit sich selbst:

Indem du jetzt jeweils die Wurzel aus dem Skalarprodukt ziehst, erhältst du die Längen der Vektoren:

und

Skalarprodukt berechnen

Jetzt musst du das Skalarprodukt der beiden Vektoren berechnen.

Das Skalarprodukt wird allgemein gebildet durch .

Hier also:

Das Skalarprodukt von und ist somit .

Winkel berechnen

Mit den bisher berchneten Größen kannst du jetzt den gesuchten Winkel berechnen. Dafür benutzt du die Formel zur Winkelberechnung:

Setze jetzt die bereits berechneten Größen ein!

Der Winkel zwischen den beiden Geraden beträgt .

Aufgabe 3

und

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Lösung
Voraussetzung
Winkel zwischen Vektoren
Strategie

Tipp: Stelle die Richtungsvektoren der beiden Geraden auf.

Schritte

In dieser Aufgabe sollst du den Winkel zwischen zwei Geraden bestimmen. Hierzu verwendest du das Skalarprodukt und die Formel zur Berechnung des Winkels.

Richtungsvektoren bestimmen.

Beginne mit dem Aufstellen der Richtungsvektoren.

Der zu gehörende Richtungsvektor ist . Der zu gehörende Richtungsvektor ist .

Diese Vektoren nutzt du nun, um den Winkel zwischen den Geraden zu bestimmen.

Hier kannst du entweder analog zu den anderen Aufgaben vorgehen, oder du erkennst, dass die Vektoren senkrecht aufeinander stehen. Das siehst du daran, dass das Skalarprodukt ergibt.

Um den eingeschlossenen Winkel zwischen den Vektoren zu berechnen, benötigst du die Länge der beiden Vektoren und das Skalarprodukt von und . Berechne nun zunächst diese Größen!

Länge der Vektoren berechnen

Zur Berechnung der Länge eines Vektors bildest du das Skalarprodukt des Vektors mit sich selbst und ziehst dann die Wurzel daraus.

Du berechnest zunächst das Skalarprodukt von mit sich selbst und mit sich selbst:

Indem du jetzt jeweils die Wurzel aus dem Skalarprodukt ziehst, erhältst du die Längen der Vektoren:

und

Skalarprodukt berechnen

Jetzt musst du das Skalarprodukt der beiden Vektoren berechnen.

Das Skalarprodukt wird allgemein gebildet durch .

Hier also:

Das Skalarprodukt von und ist somit .

Winkel berechnen

Mit den bisher berchneten Größen kannst du jetzt den gesuchten Winkel berechnen. Dafür benutzt du die Formel zur Winkelberechnung:

Setze jetzt die bereits berechneten Größen ein!

Der Winkel zwischen den beiden Geraden beträgt .