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Forum "Geraden und Ebenen" - Schnittgerade + Winkel
Schnittgerade + Winkel < Geraden und Ebenen < Lin. Algebra/Vektor < Oberstufe < Schule < Mathe < Vorhilfe
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Schnittgerade + Winkel: Probleme N-Vektor
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:41 Do 22.05.2008
Autor: espritgirl

Aufgabe
Bestimmen Sie die Schnittgerade der Ebenen

[mm] E_{1}=\vec{x}=\vektor{1 \\ 2 \\ 5}+\lambda*\vektor{3 \\ 1 \\ -4}+\mu*\vektor{1 \\ 2 \\ 2} [/mm]

[mm] E_{1}=\vec{x}=\vektor{-1 \\ 0 \\ 1}+\lambda*\vektor{2 \\ -3 \\ 8}+\mu*\vektor{2 \\ 1 \\ -4} [/mm]

sowie den Schnittwinkel

Hallo Zusammen [winken],

Ich habe hier Probleme, den Normalenvektor zu bestimmen.

Ich habe raus:

[mm] 3n_{1}+n_{2}-4n_{3}=0 [/mm]        
[mm] n_{1}+2n_{2}+2n_{3}=0 [/mm]        *(-3)
---------------------
[mm] 3n_{1}+n_{2}-4n_{3}=0 [/mm]
     [mm] -8n_{2}-12n_{3}=0 [/mm]
----------------------

[mm] -8n_{2}-12n_{3}=0 [/mm]
<=> [mm] -8n_{2}=12n_{3} [/mm]
<=> [mm] n_{2}=-1,5n_{3} [/mm]   wähle [mm] n_{3}=-1,5 [/mm]

=> [mm] n_{2}=2,25 [/mm]
=> [mm] n_{1}=\bruch{6,25}{3} [/mm]


Wenn ich den NV jetzt mit dem RV [mm] \vektor{3 \\ 1 \\ -4} [/mm] multipliziere, dann erhalte ich nicht null [verwirrt].

Kann mir jemand andere Zahlen geben und sagen, wo mein Fehler liegt?


Liebe Grüße,

Sarah :-)

        
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Rechenfehler
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:46 Do 22.05.2008
Autor: Loddar

Hallo Sarah!



> [mm]3n_{1}+n_{2}-4n_{3}=0[/mm]        
> [mm]n_{1}+2n_{2}+2n_{3}=0[/mm]        *(-3)
>  ---------------------
> [mm]3n_{1}+n_{2}-4n_{3}=0[/mm]
> [mm]-8n_{2}-12n_{3}=0[/mm]

[notok] Hier erhalte ich: [mm] $-5*n_2-10*n_3 [/mm] \ = \ 0$ .


Gruß
Loddar


Bezug
                
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:48 Do 22.05.2008
Autor: espritgirl

Hallo Loddar [winken],

> [notok] Hier erhalte ich: [mm]-5*n_2-10*n_3 \ = \ 0[/mm] .

Danke.


Liebe Grüße,

Sarah :-)

Bezug
                        
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Erneuter Rechenfehler?
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:55 Do 22.05.2008
Autor: espritgirl

Hallo Loddar [winken],

Ich komme immer noch nicht auf 0.

[mm] -5*n_2-10*n_3=0 [/mm]

=> [mm] -5n_{2}=10n_{3} [/mm]  wähle [mm] n_{3}=-1 [/mm]

[mm] n_{2}=2 [/mm]

[mm] n_{1}=2 [/mm]

Wenn ich den NV mit dem RV [mm] \vektor{3 \\ 1 \\ -4} [/mm] multipliziere, dann komme ich auf 12...


Liebe Grüße,

Sarah :-)

Bezug
                                
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Vorzeichenfehler
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:05 Do 22.05.2008
Autor: Loddar

Hallo Sarah!


Ich erhalte [mm] $n_1 [/mm] \ = \ [mm] \red{-} [/mm] \ 2$ .


Gruß
Loddar


Bezug
        
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Kontrolle Schnittgerade
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:38 Do 22.05.2008
Autor: espritgirl

Hallo Zusammen [winken],

Die Ebenen:

[mm] E_{1}=\vec{x}=\vektor{2 \\ 5 \\ -1}+\lambda*\vektor{3 \\ 1 \\ -4}+\mu*\vektor{1 \\ 2 \\ 2} [/mm]

[mm] E_{2}=\vec{x}=\vektor{-1 \\ 0 \\ 1}+\lambda*\vektor{2 \\ -3 \\ 8}+\mu*\vektor{2 \\ 1 \\ -4} [/mm]

Ich habe eine Schnittgerade erhalten udn hoffe, jemand kann kontrollieren, ob sie stimmt:

Ich habe als P-N-F

[mm] \vektor{-2 \\ 2 \\ -1}*[\vec{x}-\vektor{2 \\ 5 \\ -1}]=0 [/mm]

raus.

Daraus mache ich die K-F:

[mm] \vektor{-2 \\ 2 \\ -1}*\vektor{x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3}}-[\vektor{-2 \\ 2 \\ -1}-\vektor{2 \\ 5 \\ -1}]=0 [/mm]

Daraus erhalte ich die K-F

[mm] -2x_{1}+2x_{2}-x_{3}=-7 [/mm]


[mm] E_{2}=\vektor{-1 \\ 0 \\ 1}+\lambda*\vektor{2 \\ -3 \\ 8}+\mu*\vektor{2 \\ 1 \\ -4} [/mm]

=> [mm] x_{1}=-1+2*\lambda+2*\mu [/mm]
[mm] x_{2}=-2*\lambda+\mu [/mm]
[mm] x_{3}=1+8*\lambda-4*\mu [/mm]

=> Das setze ich in die K-F ein:

[mm] -2*(-1+2\lambda+2\mu)+2*(-3\lambda+\mu)-1+8\lambda-4\mu=0 [/mm]

=> Daraus erhält man

[mm] \lambda=4\mu+1 [/mm]  ==> Dies setze ich in [mm] E_{1} [/mm] ein:


[mm] \vec{x}=\vektor{2 \\ 5 \\ -1}+(4\mu+1)*\vektor{3 \\ 1 \\ -4}+\mu*\vektor{1 \\ 2 \\ 2} [/mm]

Wenn ich das auflöse, dann erhalte ich die Schnittgerade

[mm] g:\vec{x}=\vektor{5 \\ 6 \\ -5}+\mu*\vektor{13 \\ 6 \\ -14} [/mm]


Stimmt diese?


Liebe Grüße,

Sarah :-)

Bezug
                
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Gegenfrage
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:53 Do 22.05.2008
Autor: Loddar

Hallo Sarah!



> Ich habe als P-N-F
>  
> [mm]\vektor{-2 \\ 2 \\ -1}*[\vec{x}-\vektor{2 \\ 5 \\ -1}]=0[/mm]

Wie kommst Du hier auf den Vektor in den eckigen Klammern?
Da würde ich ganz einfach den Stützvektor der Ebene nehmen.


Gruß
Loddar


Bezug
                        
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:56 Do 22.05.2008
Autor: espritgirl

Hallo Loddar [winken],

> > [mm]\vektor{-2 \\ 2 \\ -1}*[\vec{x}-\vektor{2 \\ 5 \\ -1}]=0[/mm]
>  
> Wie kommst Du hier auf den Vektor in den eckigen Klammern?
>  Da würde ich ganz einfach den Stützvektor der Ebene
> nehmen.

Oh nein... Ich habe den Stützvektor von der Aufgabe a) genommen... Das hier war Aufgabe b) *heul*

Ich werde das gleich überarbeiten...


Liebe Grüße,

Sarah :-)




Bezug
                                
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Aufgabe geändert
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:59 Do 22.05.2008
Autor: espritgirl

Hallo Loddar [winken],

Ich habe meinen verwendeten OV in der Aufgabe editiert, habe also den richtigen OV gegen meinen ausgetauscht.

Klar verändere ich damit die Aufgabe und die richtige Lösung, aber solange ich das Prinzip verstanden habe...

Kannst du mal rüber gucken?


Liebe Grüße,

Sarah :-)

Bezug
                
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Korrekturen
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:07 Do 22.05.2008
Autor: Loddar

Hallo Sarah!



> Daraus erhalte ich die K-F
>  
> [mm]-2x_{1}+2x_{2}-x_{3}=-7[/mm]

[notok] Ich erhalte: $... \ = \ [mm] \red{+} [/mm] \ 7$ .


> [mm]E_{2}=\vektor{-1 \\ 0 \\ 1}+\lambda*\vektor{2 \\ -3 \\ 8}+\mu*\vektor{2 \\ 1 \\ -4}[/mm]
>  
> => [mm]x_{1}=-1+2*\lambda+2*\mu[/mm]
> [mm]x_{2}=-2*\lambda+\mu[/mm]
> [mm]x_{3}=1+8*\lambda-4*\mu[/mm]

[ok]

  

> => Das setze ich in die K-F ein:
>  
> [mm]-2*(-1+2\lambda+2\mu)+2*(-3\lambda+\mu)-1+8\lambda-4\mu=0[/mm]

Am Ende fehlen Klammern um $... - \ [mm] \red{(}1+8\lambda-4\mu\red{)}$ [/mm] .

Und: wo ist denn die $+ \ 7$ auf der rechten Seite der Gleichung verblieben?


Gruß
Loddar


Bezug
        
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Richtige Aufgabe - Schnittgera
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 00:54 Fr 23.05.2008
Autor: espritgirl

Aufgabe
Bestimmen Sie die Schnittgerade der Ebenen

[mm] E_{1}:\vec{x}=\vektor{1 \\ 2 \\ 5}+\lambda*\vektor{3 \\ 1 \\ -4}+\mu*\vektor{1 \\ 2 \\ 2} [/mm]

[mm] E_{2}:\vec{x}=\vektor{-1 \\ 0 \\ 1}+\lambda*\vektor{2 \\ -3 \\ 8}+\mu*\vektor{2 \\ 1 \\ -4} [/mm]

sowie den Schnittwinkel

Hallo Zusammen [winken],

Da eben mit der Aufgabe etwas schief gelaufen ist (beim abschreiben), gibts hier die richtige Aufgabe.

Der NV bleibt gleich, also [mm] \vektor{-2 \\ 2 \\ -1} [/mm]

Daraus ergibt sich die P-N-F

[mm] \vektor{-2 \\ 2 \\ -1}*[\vec{x}-\vektor{1 \\ 2 \\ 5}] [/mm]

Daraus leite ich die K-F ab:

[mm] -2x_{1}+2x_{2}-x_{3}-(-1-6)=0 [/mm]

=> [mm] -2x_{1}+2x_{2}-x_{3}=7 [/mm]


Dann schreibe ich die x-e aus der [mm] E_{2} [/mm] aus:

[mm] E_{2}:\vec{x}=\vektor{-1 \\ 0 \\ 1}+\lambda*\vektor{2 \\ -3 \\ 8}+\mu*\vektor{2 \\ 1 \\ -4} [/mm]

[mm] \vektor{x_{1} \\ x_{2} \\ x_{3}}=\vektor{-1 \\ 0 \\ 1}+\lambda*\vektor{2 \\ -3 \\ 8}+\mu*\vektor{2 \\ 1 \\ -4} [/mm]


Daraus ergibt sich

[mm] x_{1}=-1+2\lambda+2\mu [/mm]
[mm] x_{2}= -3\lambda+\mu [/mm]
[mm] x_{3}=1+8\lambda-4\mu [/mm]

Das setze ich in die K-F ein

[mm] -2x_{1}+2x_{2}-x_{3}=7 [/mm]
[mm] -2*(-1+2\lambda+2\mu)+2*(-3\lambda+\mu)-(1+8\lambda-4\mu)=7 [/mm]

=> [mm] \lambda=3\mu+2 [/mm]  ==> Das setze ich in [mm] E_{1} [/mm] ein

[mm] E_{1}:\vec{x}=\vektor{1 \\ 2 \\ 5}+\lambda*\vektor{3 \\ 1 \\ -4}+\mu*\vektor{1 \\ 2 \\ 2} [/mm]

[mm] \vec{x}=\vektor{1 \\ 2 \\ 5}+(\lambda=3\mu+2)*\vektor{3 \\ 1 \\ -4}+\mu*\vektor{1 \\ 2 \\ 2} [/mm]

=> [mm] g_{ES}:\vec{x}=\vektor{7 \\ 4 \\ -3}+\mu\vektor{10 \\ 5 \\ -10} [/mm]


Ich weiß nicht, wo mein Fehler ist. Laut der Lösung soll

[mm] g_{ES}:\vec{x}=\vektor{-65 \\ -20 \\ 93}+\mu\vektor{-50 \\ -15 \\ 70} [/mm]

rauskommen...


Liebe Grüße,

Sarah :-)




Bezug
                
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Winkelbestimmung
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 01:16 Fr 23.05.2008
Autor: espritgirl

Hallo Zusammen [winken],

Ich habe ein Problem mit der Winkelbestimmung.

Wir sollen die Formel

[mm] \vec{u}*\vec{v}=|\vec{u}|*|\vec{v}|*cos(\alpha) [/mm]

verwenden.

Ich habe folgendes gerechnet:

[mm] \vektor{3 \\ 1 \\ -4}*\vektor{1 \\ 2 \\ 2}=\wurzel{3^{2}+^{2}+(-4)^{2}}*\wurzel{1^{2}+^{2}+2^{2}}*cos(\alpha) [/mm]

dann teile ich die zwei Wurzeln, sodass cos alleine steht:

[mm] \bruch{\vektor{3 \\ 1 \\ -4}*\vektor{1 \\ 2 \\ 2}}{\wurzel{3^{2}+^{2}+(-4)^{2}}*\wurzel{1^{2}+^{2}+2^{2}}}=cos(\alpha) [/mm]

=> [mm] \bruch{-3}{\wurzel{26}*\wurzel{9}} =cos(\alpha) [/mm]

Da bekomme ich

[mm] \approx [/mm] -1,77 [mm] =cos(\alpha) [/mm]

und dann nur noch Mist...

Wo liegt denn mein Fehler?


Liebe Grüße,

Sarah :-)

Bezug
                        
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 02:55 Fr 23.05.2008
Autor: aram


> Hallo Zusammen [winken],
>  
> Ich habe ein Problem mit der Winkelbestimmung.
>  
> Wir sollen die Formel
>
> [mm]\vec{u}*\vec{v}=|\vec{u}|*|\vec{v}|*cos(\alpha)[/mm]
>  
> verwenden.
>  
> Ich habe folgendes gerechnet:
>  
> [mm]\vektor{3 \\ 1 \\ -4}*\vektor{1 \\ 2 \\ 2}=\wurzel{3^{2}+^{2}+(-4)^{2}}*\wurzel{1^{2}+^{2}+2^{2}}*cos(\alpha)[/mm]
>  
> dann teile ich die zwei Wurzeln, sodass cos alleine steht:
>  
> [mm]\bruch{\vektor{3 \\ 1 \\ -4}*\vektor{1 \\ 2 \\ 2}}{\wurzel{3^{2}+^{2}+(-4)^{2}}*\wurzel{1^{2}+^{2}+2^{2}}}=cos(\alpha)[/mm]
>  
> => [mm]\bruch{-3}{\wurzel{26}*\wurzel{9}} =cos(\alpha)[/mm]

[notok]Das Problem hatten wir doch heute schon [kopfkratz]
Der Zähler ist richtig, kann jedoch nicht dasselbe vom Nenner behaupten.
Ich gehe mal davon aus, dass diese +^{2}  [mm] +1^{2} [/mm] bedeuten sollen, denn dann passt die erste Wurzel mit [mm] \wurzel{26}. [/mm]
Aber wie kommst du auf [mm] \wurzel{9} [/mm] ???
Rechne noch mal nach.

> Da bekomme ich
>
> [mm]\approx[/mm] -1,77 [mm]=cos(\alpha)[/mm]
>  
> und dann nur noch Mist...
>  
> Wo liegt denn mein Fehler?
>  
>
> Liebe Grüße,
>  
> Sarah :-)

Mfg Aram

Bezug
                        
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 10:43 Fr 23.05.2008
Autor: Al-Chwarizmi

  
> [mm]\bruch{\vektor{3 \\ 1 \\ -4}*\vektor{1 \\ 2 \\ 2}}{\wurzel{3^{2}+1^{2}+(-4)^{2}}*\wurzel{1^{2}+2^{2}+2^{2}}}=cos(\alpha)[/mm]         (korrigiert)
>  
> => [mm]\bruch{-3}{\wurzel{26}*\wurzel{9}} =cos(\alpha)[/mm]

soweit  [ok]

[mm] \wurzel{9} [/mm] = 3 kannst du auch noch kürzen:

> => [mm]\bruch{-1}{\wurzel{26}} =cos(\alpha)[/mm]
>  
> Da bekomme ich
>
> [mm]\approx[/mm] -1,77 [mm]=cos(\alpha)[/mm]     [notok]

mein Rechner zeigt hier folgendes an:    - 1.96E-1
  

> und dann nur noch Mist...

der Rechner liefert (richtigerweise) eine Fehlermeldung
auf die Eingabe  [mm] COS^{-1} [/mm] für einen Zahlenwert mit Betrag >1
  

> Wo liegt denn mein Fehler?

offenbar beim ausrechnen mit dem TR
Exponentenanzeige ignoriert ?

Liebe Grüße,
  
al-Chwarizmi


Bezug
                
Bezug
Schnittgerade + Winkel: Rechenfehler
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:05 Fr 23.05.2008
Autor: Loddar

Hallo Sarah!



> Daraus ergibt sich die P-N-F  [mm]\vektor{-2 \\ 2 \\ -1}*[\vec{x}-\vektor{1 \\ 2 \\ 5}][/mm]

[ok]

  

> Daraus leite ich die K-F ab:
> [mm]-2x_{1}+2x_{2}-x_{3}-(-1-6)=0[/mm]

[notok] [mm] $\vektor{-2 \\ 2 \\ -1}*\vektor{1 \\ 2 \\ 5} [/mm] \ = \ -2*1+2*2-1*5 \ = \ -2+4-5 \ = \ -3$


Gruß
Loddar


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