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Forum "Geraden und Ebenen" - Kugelgleichung
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Kugelgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:25 So 04.05.2008
Autor: Informacao

Aufgabe
Im R³ sind die Ebene E: [mm] 8x_{1}-x_{2}+4x_{3}=1 [/mm] sowie der Punkt M (9/1/7) gegeben.
Aufgabe:
a) Stelle eine Gleichung der Kugel K um den Mittelpunkt M auf, für die die Ebene E Tangentialebene ist. Bestimme die Koordinaten des Berührpunktes B von E mit K.  

Hallo,

Folgendes habe ich getan:
Habe zuerst die HNF von der Ebene aufgestellt, das sieht dann so aus:

d=| [mm] \bruch{8*9-1+4*7-1}{9} [/mm] | = 10,888 bzw. [mm] \bruch{98}{9} [/mm]
So, erste Frage: stimmt das so? (komisches ergebnis)

Dann habe ich wie folgt weiter gemacht:
Ich weiß, dass der Radius des Kreises auch das Ergebnis von oben sein muss, da sich E und K berühren, also kann ich ganz einfach die Kugelgleichung aufstellen:

K: (x1-9)²+(x2-1)²+(x3-7)² = 10,89

so, jetzt weiter:
habe dann eine lotgerade gebildet, um den Berührpunkt herauszufinden, sieht so aus:

g: [mm] \pmat{ 9 \\ 1 \\ 7 } [/mm] + t [mm] \pmat{ 8 \\ 1 \\ 4 } [/mm]
wenn ich jetzt x1,x2,x3 einsetze komme ich darauf, dass der Parameter t nachher 0,37 bzw. -0,37 ist.
Wie mache ich jetzt weiter? ich müsste nun t einsetzen. Aber dann hätte ich zwei Berührpunkte oder wie sieht das aus?

Würde mich über Korrektur bzw. Hilfe freuen.
Danke, lg
Informacao

        
Bezug
Kugelgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:50 So 04.05.2008
Autor: Al-Chwarizmi


> Im R³ sind die Ebene E: [mm]8x_{1}-x_{2}+4x_{3}=1[/mm] sowie der
> Punkt M (9/1/7) gegeben.
> Aufgabe:
> a) Stelle eine Gleichung der Kugel K um den Mittelpunkt M
> auf, für die die Ebene E Tangentialebene ist. Bestimme die
> Koordinaten des Berührpunktes B von E mit K.
> Hallo,
>  
> Folgendes habe ich getan:
>  Habe zuerst die HNF von der Ebene aufgestellt, das sieht
> dann so aus:
>  
> d=| [mm]\bruch{8*9-1+4*7-1}{9}[/mm] | = 10,888 bzw. [mm]\bruch{98}{9}[/mm]
>  So, erste Frage: stimmt das so? (komisches ergebnis)

ich erhalte dasselbe
(falls ihr normalerweise schön präparierte Aufgaben mit ganzzah-
ligen Ergebnissen bekommt, würde ich empfehlen, die Daten
genau nachzuprüfen)
  

> Dann habe ich wie folgt weiter gemacht:
>  Ich weiß, dass der Radius des Kreises auch das Ergebnis
> von oben sein muss, da sich E und K berühren, also kann ich
> ganz einfach die Kugelgleichung aufstellen:
>  
> K: (x1-9)²+(x2-1)²+(x3-7)² = 10,89        [kopfschuettel]   rechts  [mm] r^2 [/mm] !
>  
> so, jetzt weiter:
>  habe dann eine lotgerade gebildet, um den Berührpunkt
> herauszufinden, sieht so aus:
>  
> g: [mm]\pmat{ 9 \\ 1 \\ 7 }[/mm] + t [mm]\pmat{ 8 \\ 1 \\ 4 }[/mm]   [notok]        Vorzeichenfehler
> wenn ich jetzt x1,x2,x3 einsetze

wo setzt du ein ?

> komme ich darauf, dass der
> Parameter t nachher 0,37 bzw. -0,37 ist.

Wenn du die Lotgerade mit der Kugel schneidest, gibt es zwei
Schnittpunkte. Es ist aber zu empfehlen, sie mit der Ebene zu
schneiden. Dann gibt es bestimmt nur einen.

> Wie mache ich jetzt weiter? ich müsste nun t einsetzen.
> Aber dann hätte ich zwei Berührpunkte oder wie sieht das
> aus?
>
> Würde mich über Korrektur bzw. Hilfe freuen.
>  Danke, lg
>  Informacao

Gruß   al-Ch.


Bezug
                
Bezug
Kugelgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:58 So 04.05.2008
Autor: Informacao

Hoi,

moment, das versteh ich nicht... wie muss ich das denn mit der Ebene schneiden? das hab ich doch gemacht...


Bezug
                        
Bezug
Kugelgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:09 So 04.05.2008
Autor: leduart

Hallo
Wenn du ne Gerade mit ner Ebene schneidest kannst du nur einen Punkt, also ein t rauskriegen! woher hast du den zweiten?
Gruss leduart

Bezug
                                
Bezug
Kugelgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:18 So 04.05.2008
Autor: Informacao

Genau das frage ich mich auch... hab halt nachher t²=... raus und dann ziehe ich die wurzel, dann 2 ergebnisse...

Bezug
                                        
Bezug
Kugelgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:04 So 04.05.2008
Autor: leduart

Hallo
Dann post doch mal deine Rechnung.
Gruss leduart

Bezug
                                                
Bezug
Kugelgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:28 So 04.05.2008
Autor: Informacao

(9+8t-9)²+(1-t-1)²+(7+4t-7)² = 10,89²
64t²+t²+16t² =10.89²

Hier wird doch schon ersichtlich, dass ich das t² da habe und 2 ergebnisse rausbekomme....

Bezug
                                                        
Bezug
Kugelgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:42 So 04.05.2008
Autor: leduart

Hallo
Al.. hatte dir schon geschrieben, du sollst NICHT die Kugel mit der Geraden schneiden, sondern die Ebene! Deine Antwort: hab ich doch! Deine Rechnung: Schnitt von Kugel und Gerade!, natürlich gibts dann 2 Schnittpkte! Welcher liegt dann auf der Ebene? So kannst dus auch machen!
Gruss leduart

Bezug
                                                                
Bezug
Kugelgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:43 Mo 05.05.2008
Autor: Informacao

Hoi,
jo verstehe, was ich gemacht habe und dass ich das nicht machen sollte. Verstehe auch warum.. aber verstehe nicht, wie es aussehen soll, wenn ich den Berührpunkt suchen soll..
Kann da nochmal jemand helfen?

LG

Bezug
                                                                        
Bezug
Kugelgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:00 Mo 05.05.2008
Autor: Al-Chwarizmi


> Hoi,

>  Kann da nochmal jemand helfen?



Na eben, die Gerade mit der Ebene schneiden.

Ebene   E:    8 x - y + 4 z = 1      (ich benütze lieber x,y,z anstatt [mm] x_1, x_2, x_3) [/mm]

Gerade  g:   [mm] \pmat{ x \\ y \\ z } [/mm]   =  [mm] \pmat{ 9 \\ 1 \\ 7 } [/mm] + t [mm] \pmat{ 8 \\ 1 \\ 4 } [/mm]

Aus der Geradengleichung ergibt sich z.B.  x = 9 + 8 t

Dies und alles Weitere in die Ebenengleichung einsetzen --->  ergibt Gleichung für t
t berechnen und einsetzen ---> ergibt Koordinaten x,y,z des Schnittpunktes

LG     al-Ch.  


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