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/mathe/333995/aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

In einem kartesischen Koordinatensystem des sind die Punkte und gegeben.

Runden Sie Ihre Endergebnisse gegebenenfalls auf eine Nachkommastelle.

Aufgabe 1

Bestimmen Sie die Lösungsmenge der Gleichung mit und interpretieren Sie Ihr Ergebnis geometrisch. [6 BE]

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Lösung
Voraussetzung
Lineare (Un)abhängigkeit
Strategie
  • Berechne die Vektoren und .
  • Setze in die gegebene Gleichung nein.
  • Du erhältst ein Gleichungssystem, das Du z. B. mit dem Additionsverfahren lösen kannst.
  • Was sagt die Lösungsmenge über die drei Vektoren aus?
Schritte

Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung mit und interpretiere Dein Ergebnis geometrisch

Berechne die Vektoren und :

Du hast ein Gleichungssystem erhalten, das Du z. B. mit dem Additionsverfahren lösen kannst:

Rechne :

Rechne

Rechne

Setze in

Setze und in Gleichung

Das Gleichungssystem hat nur die Lösung . Die drei Vektoren sind demnach linear unabhängig. Sie befinden sich nicht in einer Ebene durch den Koordinatenursprung und sind nicht parallel zueinander. Die drei Vektoren bilden eine Basis des .

Aufgabe 2

Berechnen Sie die Maßzahl des Flächeninhalts des Dreiecks . [3 BE]

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Lösung
Voraussetzung
Flächeninhalt eines Dreiecks
Strategie
  • Berechne die Vektoren und .
  • Berechne .
Schritte

Berechne die Maßzahl des Flächeninhalts des Dreiecks

Berechne die Vektoren und :

Die Maßzahl des Flächeninhalts des Dreiecks beträgt rund .

Aufgabe 3

Die Gerade verläuft durch die Punkte und . Es gilt: . (Nachweis nicht

erforderlich!)

Berechnen Sie den Abstand der Geraden zum Punkt . [5 BE]

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Lösung
Voraussetzung
Abstand eines Punktes zu einer Geraden berechnen (Analytische Geometrie)
Strategie
  • Es ist die Gleichung der Geraden durch die Punkte und .
  • Erstelle die Gleichung einer Hilfsebene , die den Punkt enthält und deren Normalenvektor der Richtungsvektor der Geraden ist.
  • Schneide mit Schnittpunkt .
  • Berechne den Vektor .
  • Für den gesuchten Abstand gilt dann .
Schritte

Berechne den Abstand der Geraden zum Punkt

Gegeben:

Es ist die Gleichung der Geraden durch die Punkte und .

Erstelle die Gleichung einer Hilfsebene , die den Punkt enthält und deren Normalenvektor der Richtungsvektor der Geraden ist.

Schneide mit :

Berechne das Skalarprodukt:

Mit kann der Schnittpunkt S von mit berechnet werden:

Dann ist .

Für den Abstand des Punktes C von der Geraden gilt:

Der Abstand der Geraden zum Punkt beträgt rund .

Details anzeigen

Gegeben sind die Gerade und der Punkt .

Dann gilt für den Abstand des Punktes zur Geraden:

Auf die Aufgabe übertragen gilt:

Der Abstand der Geraden zum Punkt beträgt rund .