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/mathe/316600/aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

In einem kartesischen Koordinatensystem des sind die Ebene E: und die Geradenschar mit gegeben.

Aufgabe 1

Bestimmen Sie die Schnittpunkte der Ebene mit den Koordinatenachsen und veranschaulichen Sie die Lage der Ebene in dem nachfolgend abgebildeten Koordinatensystem. (4 BE)

Bild
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Lösung
Voraussetzung
Achsenabschnittsform der Ebenengleichung
Strategie

Teil 1

  • Überführe die Ebenengleichung in die Achsenabschnittsform und lies die Koordinatenschnittpunkte ab.

Teil 2

  • Trage die drei Koordinatenschnittpunkte in die Abbildung ein und verbinde die drei Punkte.
Schritte

Bestimme die Schnittpunkte der Ebene mit den Koordinatenachsen

Überführe die Ebenengleichung in die Achsenabschnittsform:

, ,

Veranschauliche die Lage der Ebene in dem nachfolgend abgebildeten Koordinatensystem

Ebene E
Ebene E
Aufgabe 2

Überprüfen Sie, ob ein Wert für existiert, sodass die Gerade die Ebene senkrecht schneidet. (2 BE)

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Lösung
Voraussetzung
Lagebeziehungen von Geraden und Ebenen
Strategie
  • Der Richtungsvektor der Geraden muss parallel zum Normalenvektor der Ebene sein. Löse das entstehende Gleichungssystem.
Schritte

Überprüfe, ob ein Wert für existiert, sodass die Gerade die Ebene senkrecht schneidet

Der Richtungsvektor der Geraden muss parallel zum Normalenvektor der Ebene sein.

Aus Gleichung folgt:

eingesetzt in Gleichung folgt:

und eingesetzt in Gleichung folgt:

Für schneidet die Gerade die Ebene senkrecht.

Die folgende Abbildung ist nicht in der Aufgabenstellung gefordert. Sie dient nur zur Veranschaulichung.

Ebene E mit senkrechter Geraden
Ebene mit senkrechter Geraden
Aufgabe 3

Die Ebene beinhaltet die -Achse und steht senkrecht auf der Ebene . Geben Sie eine Gleichung der Ebene in Parameterform an. (2 BE)

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Lösung
Voraussetzung
Lagebeziehungen von zwei Ebenen
Strategie
  • Wenn senkrecht auf steht, dann ist ein Richtungsvektor von .
  • Ein zweiter Richtungsvektor ist der Einheitsvektor in Richtung der Achse .
  • Die Ebene geht durch den Koordinatenursprung.
Schritte

Gib eine Gleichung der Ebene in Parameterform an

Wenn senkrecht auf steht, dann ist ein Richtungsvektor von .

Ein zweiter Richtungsvektor ist der Einheitsvektor in Richtung der Achse .

Die Ebene geht durch den Koordinatenursprung.

Die folgende Abbildung ist nicht in der Aufgabenstellung gefordert. Sie dient nur zur Veranschaulichung.

Ebene F senkrecht zu E
Ebene senkrecht zu