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Forum "Uni-Lineare Algebra" - [Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]
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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 10:09 Sa 07.08.2004
Autor: svenb

Hallo zusammen,

Ich hoffe hier kann mir jmd. von den Mathefachleuten ein bisschen helfen, da ich mir bei diesen Aufgaben beim Aufbau bzw. beim 1. Schritt schwer tue.
Wäre super, wenn mir der richtige Ansatz gezeigt werden kann, damit ich die Aufgaben ganz durcharbeiten kann.

Es handelt sich um Vektor-und Linearaufgaben:

[a]Aufgabenblatt

Meine Fragen:
zu Aufgabe 1: was muss ich mit der Gleichung machen?

zu Aufgabe 2: wie sehen hier die 1. Schritte für a, b, c und d aus?

zu Aufgabe 3: was stellt das "a" dort da - wie muss ich das Gleichungssystem
aufbauen um a, b und c zu lösen?

Das wars eigentlich schon (fürs Erste :-). Wer noch will kann mir gerne noch
was zum Aufbau von Aufgabe 5 erklären.

Ich hoffe mir kann jmd. weiterhelfen, damit ich die Aufgaben durchrechnen
kann und nicht schon beim 1. Schritt scheitere.

Vielen Dank schonmal!!!

cu

Sven

Ich habe diese Frage in keinem weiteren Forum gestellt.

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
        
Bezug
[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:47 Sa 07.08.2004
Autor: Hanno

Hi Sven.
Beginnen wir doch mal ruhig bei der ersten Aufgabe.
Stelle die Ebenengleichung doch mal nach [mm]z[/mm] um und setze dann 3 Tupel [mm](x,y)[/mm] aus [mm]\IR[/mm] in sie ein. Dadurch bekommst du dann 3 Ortsvektoren, von denen du weißt, dass sie auf einer Ebene liegen. Seien diese 3 Vektoren [mm]A,B,C[/mm].
Nun wählst du einen der 3 Vektoren aus, nehmen wir als Beispiel [mm]A[/mm] und bildest 2 Richtungsvektoren [mm]u,v[/mm], mit: [mm]u=A-B[/mm] und [mm]v=A-C[/mm]. Liegen diese beiden Vektoren auf einer Gerade ([mm]\exists k\in \IR:u=k\cdot v[/mm]), so musst du einen anderen Ortsvektor als A nehmen.
Nehmen wir o.B.d.A. an, A sei der Ortsvektor, für den [mm]u[/mm] und [mm]v[/mm] nicht kollinear sind, so können wir daraus schon die parametrische Form
[mm]F:r=A+\lambda\cdot u+\mu\cdot v[/mm]
herleiten.
Nehmen wir an, keine solche Kombination von Richtungsvektoren wäre kollinear, so gäbe es insgesamt 9 parametrische Darstellungsformen für die Ebene ( 3 Möglichkeiten durch die Auswahl von A,B,C und 3 durch die Auswahl von 2 der 3 Richtungsvektoren).

Hilft dir das schonmal?

Gruß,
Hanno

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Bezug
[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:35 Sa 07.08.2004
Autor: svenb

Danke für deine Erklärung Hanno,

Das mit dem "Tupelbilden" versteh ich nicht wirklich. Muss ich nach z umstellen, weil das am einfachsten ist, sonst gehts ja immer nach x?

Wie sehen die 3 Vektoren denn aus?
Ich versteh solche sachen am besten mit Beispielen.

hoffe du kannst mir da noch weiterhelfen.


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Bezug
[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:42 Sa 07.08.2004
Autor: Hanno

Hi.
Es ist vollkommen irrelevant, nach welcher Variable du umstellst. Das Ziel ist es ja lediglich, 3 Ortsvektoren zu finden, welche auf der Ebene liegen. Diese Ortsvektoren müssen alle die Gleichung [mm]2x+y+z=4[/mm] erfüllen (wobei natürlich [mm]x,y,z[/mm] die jeweiligen Komponenten des Vektors sind).
Wir finden solche Vektoren, indem wir nach einer Variable auflösen und für die beiden anderne beliebige Werte einsetzen. So auch hier; ich habe nach [mm]z[/mm] umgestellt, beliebige Werte für [mm]x,y[/mm] eingesetzt und habe das [mm]z[/mm] erhalten, für welches das Tripel [mm](x,y,z)[/mm] die Gleichung erfüllt [mm]\gdw[/mm] der Punkt auf der Ebene liegt.
Rechnen wir mal:
[mm]2x+y+z=4[/mm]
[mm]\gdw z=4-2x-y[/mm]
Zuerst setze ich [mm]x=2, y=3[/mm].
Daraus ergibt sich:
[mm]4-4-3=-3=z[/mm]
D.h., dass [mm] \vektor{2\\3\\-3}[/mm] auf der Ebene liegt.
dies muss nun noch mit einem weiteren Zahlenpaar gemacht werden.

Ein wenig klarer geworden?

Gruß,
Hanno

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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:53 Sa 07.08.2004
Autor: svenb

Also muss ich jetzt noch nach x und y umstellen, richtig?

ich geh mal kurz was essen :-)



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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Frage (reagiert)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 13:26 Sa 07.08.2004
Autor: svenb

also hab ich für x = -0,5y - 0,5z + 2 und setze für y=2 und z= -2

und habe dann (2, 2, -2) ?

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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:43 Sa 07.08.2004
Autor: Hanno

Hi Sven.
Suche dir ein anderes Zahlenpaar [mm](x,y)[/mm] und setze es in die Gleichung ein, sodass du einen neuen Vektor erhältst, der garantiert auf der ebene liegt. Wiederhole das nochmal, sodass du 3 Vektoren hast.
Dann verfahre, wie ich's dir zu Beginn gepostet habe.

Gruß,
Hanno

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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:11 Sa 07.08.2004
Autor: svenb

So, ich habe also jetzt z=-3 stehen lassen und dann zwei weitere x,y Komibinationen erstellt um auf 4 zu kommen.

Dann wären das: A (2,3,-3), B (4,-1-3), C (1,5,-3)

Jetzt hab ich aber das Problem mit den kollinearen Vektoren, wenn ich A-B und A-C rechne, komm ich auf u(2,-4,0) und v(-1,2,0) was  natürlich 0 ist.

Muss ich also für z=-3 andere Werte einsetzen, da es sich ja sonst immer aufhebt?


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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:21 Sa 07.08.2004
Autor: Hanno

Hi.
Ja, gehe mal nicht von z, sondern von x und y aus.

Gruß,
Hanno

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Bezug
[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Frage (für Interessierte)
Status: (Frage) für Interessierte Status 
Datum: 16:35 Mo 09.08.2004
Autor: svenb

Hallo nochmal,

ich hoffe ich hab jetzt die Lösung für die Parameterform gefunden =>

       2            -0,5                 -0,5
p=   0  +  L *    1     +   m        0
       0             0                       1


Jetzt stellt
sich aber die Frage wie ich mit b, c und d weitermachen muss.

zu b) was bedeutet denn "alle Ebenen" die parallel zu E im Abstand d=2
verlaufen?
        wie muss ich das denn anhand der Aufgabe aufstellen?
        d berechnet sich ja für zwei parallele Ebenen wenn die
Normalenvektoren gleich 0 sind n1 x n2 = 0 und dann
        d= Betrag von n1*(r2-r1) / betrag n1

        jetzt ist aber d schon gegeben, aber woher nehm ich die
entsprechenden Punkte oder Normalenvektoren? Wenn das überhaupt so
funktioniert?

zu c) Punkt-Richtungsform für eine Gerade: r(P) = r(Lambda) = r1 + Lambda a
        Also brauch ich doch einen Punkt1 und einen Vektor a, oder?
        Nur woher nehm ich die Punkte? Die Punkte aus der
Paramteraufstellung?

zu d) Schnittgerade: dafür brauch ich doch einen Richtungsvektor a, welcher
aus den Normalenvektoren n1 x n2 gebildet wird, richtig? Und         die
beiden Ebenen schneiden sich wenn n1xn2 ungleich 0 ist.
        Dazu noch einen unbekannten Ortsvektor r0 des Punktes P0 der
Schnittgeraden welcher mit dem linearen GLS
        n1 * (ro - r1) = 0
        n2 * (ro - r2) = 0
       meine Frage welche Werte muss ich dafür im Beispiel nehmen?

    ich hoffe ihr helft mir weiter, damit ich es schaffe mir eine Art
"Musterlösung" zusammen zu basteln und bei kommenden Aufgaben nicht
mehr so oft nerven muss :-) Apropo nerven mit Aufgabe 2 werde ich mich
später noch beschäftigen :-)


Ich danke schonmal

ciao

Sven



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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:25 Di 10.08.2004
Autor: Marc

Hallo svenb,

das sehe ich jetzt aber richtig, dass du von uns keine Antwort mehr erwartest, oder?

http://www.matheboard.de/thread.php?threadid=5345

Schade, ich verstehe es nur irgendwie nicht. Aber es ist natürlich deine freie Entscheidung.

Viele Grüße,
Marc


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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: zu 2
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:03 Sa 07.08.2004
Autor: Hanno

Hi.
Ich denke, dass es sinnvoller ist, die einzelnen Aufgaben in getrennten Antwort-Strängen zu behandeln, da es sonst eventuell Verwirrungen geben könnte.

Nun ein Denkanstoß zu 2:
Wann sind Vektoren A,B,C komplanar? Genau dann, wenn es Koeffizienten [mm]a_1,a_2,a_3[/mm] für alle Vektoren [mm]A,B,C[/mm] gibt, sodass [mm]a_1\cdot A=a_2\cdot B=a_3\cdot C[/mm].
Da du in dem Falle nur zu prüfen hast, in welchem Falle sie komplanar sind, reicht es, einen einzigen Koeffiziententripel zu finden, für den die obige Gleichung erfüllt wird.
Du kannst als Beispiel, so habe ich es zuerst versucht, den Koeffizienten [mm]a_1[/mm] für [mm]A[/mm] auf gleich Eins setzen und nur die beiden Koeffizienten für die verbleibenden 2 Vektoren suchen. Dann hättest du ein lineares Gleichungssystem mit 3 Unbekannten, zu dem du sicherlich schnell eine LÖsung findest.

Ich habe das noch nie gemacht, denke aber, dass das so klappen sollte.

gruß,
Hanno

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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:00 Sa 07.08.2004
Autor: Marc

Hallo Sven,

> Ich habe diese Frage in keinem weiteren Forum gestellt.

[]Überraschung

Hier unser Standpunkt dazu; in diesem Fall finde ich es schon recht dreist, du hast die Frage dort gerade 8 Minuten vorher gestellt.

Wenn du magst, kannst du ja noch was dazu schreibe.

Viele Grüße,
Marc

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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:09 Sa 07.08.2004
Autor: svenb

Sorry war keine böse Absicht - das mit den "anderen Internetseiten" hab ich übersehen. Ich wollte auch eigentlich nur schauen, wo ich auch tatsächlich Antworten bekomme und das ist ja eh nur hier der Fall.
Bitte um Vergebung.

Kann auch den anderen Thread löschen!!

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[Benoetige Denkanstoss fuer Matheaufgaben]: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 13:45 Sa 07.08.2004
Autor: Marc

Hallo Sven!

> Sorry war keine böse Absicht - das mit den "anderen

Klar.

> Internetseiten" hab ich übersehen. Ich wollte auch

Wirklich? Dann mache doch bitte einen Vorschlag, wie man noch deutlicher darauf hinweisen kann.

> eigentlich nur schauen, wo ich auch tatsächlich Antworten
> bekomme und das ist ja eh nur hier der Fall.

Das ist nur Zufall, in dem anderen Forum werden auch Fragen beantwortet, nur hatte gerade dort keiner die Zeit oder Lust. Aber im Laufe des Tages wird man die offene Frage dort sehen und denken: "Der Sven braucht noch Hilfe".

>  Bitte um Vergebung.
>  
> Kann auch den anderen Thread löschen!!

Das bleibt dir überlassen. Ein anderer Vorschlag wäre, einen Link zu unserer Diskussion zu posten, dann können die Antworten aufeinander abgestimmt werden. Wenn das geklärt ist, geht es hier auch weiter.

Viele Grüße,
Marc

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