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Forum "Geraden und Ebenen" - normalengleichung
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normalengleichung: 3. gleichung hat 3 Unbekannte
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:10 So 13.11.2011
Autor: Muellermilch

Hallo :)
Mir ist eine Parametergleichung gegeben,
[mm] E:\vec{x} [/mm] = [mm] \vektor{1 \\ 1 \\ 1} [/mm] +r [mm] \vektor{-1 \\ 1\\ 2}+ [/mm] s [mm] \vektor{2 \\ 2 \\ 0} [/mm]
zu der ich eine Normalgleichung der Ebene aufstellen soll.

Ich habe bereits die bedingungen aufgestellt und die gleichungen.
Nun kam ich auf:

III (I+II): x+3y+2z= 0

Wie muss ich hier weiter vorgehen?
Bisher ist mir nur  der Vorgang bekannt, wo wir bei der 3.Gleichung nur 2 unbekannte Variablen haben.


Gruß,
Muellermilch

        
Bezug
normalengleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:30 So 13.11.2011
Autor: MathePower

Hallo Muellermilch,

> Hallo :)
>  Mir ist eine Parametergleichung gegeben,
>  [mm]E:\vec{x}[/mm] = [mm]\vektor{1 \\ 1 \\ 1}[/mm] +r [mm]\vektor{-1 \\ 1\\ 2}+[/mm]
> s [mm]\vektor{2 \\ 2 \\ 0}[/mm]
>  zu der ich eine Normalgleichung der
> Ebene aufstellen soll.
>  
> Ich habe bereits die bedingungen aufgestellt und die
> gleichungen.
>  Nun kam ich auf:
>  
> III (I+II): x+3y+2z= 0
>  


Das ist nicht die Gleichung in Koordinatenform der obigen Ebene.

Poste doch die Gleichungen (I)-(III)


> Wie muss ich hier weiter vorgehen?
>  Bisher ist mir nur  der Vorgang bekannt, wo wir bei der
> 3.Gleichung nur 2 unbekannte Variablen haben.
>  
>
> Gruß,
>  Muellermilch


Gruss
MathePower

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Bezug
normalengleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:34 So 13.11.2011
Autor: Muellermilch


> Hallo Muellermilch,
>  
> > Hallo :)
>  >  Mir ist eine Parametergleichung gegeben,
>  >  [mm]E:\vec{x}[/mm] = [mm]\vektor{1 \\ 1 \\ 1}[/mm] +r [mm]\vektor{-1 \\ 1\\ 2}+[/mm]
> > s [mm]\vektor{2 \\ 2 \\ 0}[/mm]
>  >  zu der ich eine
> Normalgleichung der
> > Ebene aufstellen soll.
>  >  
> > Ich habe bereits die bedingungen aufgestellt und die
> > gleichungen.
>  >  Nun kam ich auf:
>  >  
> > III (I+II): x+3y+2z= 0
>  >  

I.  : -x+y+2z= 0
II.: 2x+2y= 0

I+II=III: x+3y+2z=0

>
> Das ist nicht die Gleichung in Koordinatenform der obigen
> Ebene.
>  
> Poste doch die Gleichungen (I)-(III)
>  
>
> > Wie muss ich hier weiter vorgehen?
>  >  Bisher ist mir nur  der Vorgang bekannt, wo wir bei der
> > 3.Gleichung nur 2 unbekannte Variablen haben.
>  >  
> >
> > Gruß,
>  >  Muellermilch
>
>
> Gruss
>  MathePower

gruß,
Muellermilch

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normalengleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:46 So 13.11.2011
Autor: M.Rex


> > Hallo Muellermilch,
>  >  
> > > Hallo :)
>  >  >  Mir ist eine Parametergleichung gegeben,
>  >  >  = [mm]\vektor{1 \\ 1 \\ 1}[/mm] +r [mm]E:\vec{x}[/mm][mm]\vektor{-1 \\ 1\\ 2}+[/mm]
> > > s [mm]\vektor{2 \\ 2 \\ 0}[/mm]
>  >  >  zu der ich eine
> > Normalgleichung der
> > > Ebene aufstellen soll.
>  >  >  
> > > Ich habe bereits die bedingungen aufgestellt und die
> > > gleichungen.
>  >  >  Nun kam ich auf:
>  >  >  
> > > III (I+II): x+3y+2z= 0
>  >  >  
> I.  : -x+y+2z= 0
>  II.: 2x+2y= 0
>  
> I+II=III: x+3y+2z=0

Wie kommst du denn darauf?


Du hast:

[mm] $E:\vektor{x\\y\\z}=\vektor{1\\1\\1}+r\cdot\vektor{-1\\1\\2}+s\cdot\vektor{2\\2\\0}$ [/mm]

Das ergibt folgendes Gleichungssystem:+

[mm] \vmat{x=1-r+2s\\y=1+r+2s\\z=1+2r} [/mm]

Rechne nun I-II

[mm] \vmat{x=1-r+2s\\x-y=-2r\\z=1+2r} [/mm]

Nun II+III

[mm] \vmat{x=1-r+2s\\x-y=-2r\\(x-y)+z=1} [/mm]

In der letzten Gleichung hast du nun eine Gleichung ohne die Parameter r und s der Ebene. Diese kannst du nun als Koordinatenform nehmen.

Marius


Bezug
                                
Bezug
normalengleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:52 So 13.11.2011
Autor: Muellermilch


>
> > > Hallo Muellermilch,
>  >  >  
> > > > Hallo :)
>  >  >  >  Mir ist eine Parametergleichung gegeben,
>  >  >  >  = [mm]\vektor{1 \\ 1 \\ 1}[/mm] +r [mm]E:\vec{x}[/mm][mm]\vektor{-1 \\ 1\\ 2}+[/mm]
> > > > s [mm]\vektor{2 \\ 2 \\ 0}[/mm]
>  >  >  >  zu der ich eine
> > > Normalgleichung der
> > > > Ebene aufstellen soll.
>  >  >  >  
> > > > Ich habe bereits die bedingungen aufgestellt und die
> > > > gleichungen.
>  >  >  >  Nun kam ich auf:
>  >  >  >  
> > > > III (I+II): x+3y+2z= 0
>  >  >  >  
> > I.  : -x+y+2z= 0
>  >  II.: 2x+2y= 0
>  >  
> > I+II=III: x+3y+2z=0
>  
> Wie kommst du denn darauf?
>  


Nach dem Schema!
Nach dem Schema soll das auch gemacht werden

> Du hast:
>  
> [mm]E:\vektor{x\\y\\z}=\vektor{1\\1\\1}+r\cdot\vektor{-1\\1\\2}+s\cdot\vektor{2\\2\\0}[/mm]
>  
> Das ergibt folgendes Gleichungssystem:+
>  
> [mm]\vmat{x=1-r+2s\\y=1+r+2s\\z=1+2r}[/mm]
>  
> Rechne nun I-II
>  
> [mm]\vmat{x=1-r+2s\\x-y=-2r\\z=1+2r}[/mm]
>  
> Nun II+III
>  
> [mm]\vmat{x=1-r+2s\\x-y=-2r\\(x-y)+z=1}[/mm]
>  
> In der letzten Gleichung hast du nun eine Gleichung ohne
> die Parameter r und s der Ebene. Diese kannst du nun als
> Koordinatenform nehmen.
>  
> Marius
>  

Muellermilch

Bezug
                                        
Bezug
normalengleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:03 So 13.11.2011
Autor: M.Rex

Hallo

Das ist aber extrem ungünstig, für die Komponenten des Normalenvektors x y un z zu nehmen, da diese eigentlich auch schpn in [mm] \vec{x} [/mm] stecken.

Nennen wir den Normalenvektor mal [mm] \vec{n}=\vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}} [/mm]

Dann gilt:
[mm] \vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\perp\vektor{-1\\1\\2} [/mm]
Also:
[mm] \vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\cdot\vektor{-1\\1\\2}=0 [/mm]
Also
[mm] -n_{1}+n_{2}+2n_{3}=0 [/mm]

Außerdem:
[mm] \vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\perp\vektor{2\\2\\0} [/mm]
Also:
[mm] \vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\cdot\vektor{2\\2\\0}=0 [/mm]
Also
[mm] 2n_{1}+2n_{2}=0 [/mm]

Also bekommst du folgendes unterbestimmtes Gleichungssystem:
[mm] \vmat{-n_{1}+n_{2}+2n_{3}=0\\2n_{1}+2n_{2}=0} [/mm]

Marius


Bezug
                                                
Bezug
normalengleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:11 So 13.11.2011
Autor: Muellermilch


> Hallo
>  
> Das ist aber extrem ungünstig, für die Komponenten des
> Normalenvektors x y un z zu nehmen, da diese eigentlich
> auch schpn in [mm]\vec{x}[/mm] stecken.
>  
> Nennen wir den Normalenvektor mal
> [mm]\vec{n}=\vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}[/mm]
>  
> Dann gilt:
>  [mm]\vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\perp\vektor{-1\\1\\2}[/mm]
>  Also:
>  [mm]\vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\cdot\vektor{-1\\1\\2}=0[/mm]
>  Also
>  [mm]-n_{1}+n_{2}+2n_{3}=0[/mm]
>  
> Außerdem:
>  [mm]\vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\perp\vektor{2\\2\\0}[/mm]
>  Also:
>  [mm]\vektor{n_{1}\\n_{2}\\n_{3}}\cdot\vektor{2\\2\\0}=0[/mm]
>  Also
>  [mm]2n_{1}+2n_{2}=0[/mm]
>  
> Also bekommst du folgendes unterbestimmtes
> Gleichungssystem:
>  [mm]\vmat{-n_{1}+n_{2}+2n_{3}=0\\2n_{1}+2n_{2}=0}[/mm]

genau, und das wäre aber, wenn ich das mit x y und z schreibe:

-x+y+2z=0
2x+2y = 0

Aber nun mit den [mm] n_{1} [/mm] , [mm] n_{2} [/mm] und [mm] n_{3}.. [/mm]
soweit bin ich ja nun auch schon gekommen:

[mm] n_{1} [/mm] + [mm] 3n_{2} [/mm] + [mm] 2n_{3} [/mm] =0

Was muss aber nun getan werden?

> Marius
>  

Gruß,
Muellermilch

Bezug
                                                        
Bezug
normalengleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:21 So 13.11.2011
Autor: leduart

Hallo
du hast
I.  : -x+y+2z= 0
II.: 2x+2y= 0 jetzt wähle eines der variablen fest also etwa x=1 daraus folgt y=-1 aus II
damit aus I  -1-1+2z=0 z=1 und du hast einen  Normalenvektor [mm] \vektor{1\\-1\\1} [/mm]
oder du wählst x=c dann hast du [mm] \vektor{c\\-c\\c} [/mm]
(natürlich kannst du genausogut y oder z wählen,)
Bitte verkleinere deine Bilder, damit sie nicht das normale fenster überschreiten!
Gruss leduart



Bezug
                                        
Bezug
normalengleichung: Urheberrecht
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:47 So 13.11.2011
Autor: Loddar

Hallo Müllermilch!


Dies Behauptung, dass Du der Urheber dieses Anhangs bist, halt ich schon für gewagt.


Gruß
Loddar


Bezug
        
Bezug
normalengleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:55 So 13.11.2011
Autor: M.Rex

Hallo

Die Normalenform kannst du auch recht elegant über das Kreuz- oder Vektorprodukt ermitteln, sofern ihr das schon hattet.

Als einen Normalenvektor [mm] \vec{n} [/mm] kannst du nämlich auch das Ergebnis des Kreuzproduktes der Spannvektoren nehmen, also hier:

[mm] \vec{n}=\vektor{-1\\1\\2}\times\vektor{2\\2\\0}=\ldots [/mm]

Damm gilt:

[mm] E:\left[\vektor{x\\y\\z}-\vektor{1\\1\\1}\right]\cdot\overbrace{\left(\vektor{-1\\1\\2}\times\vektor{2\\2\\0}\right)}^{=\vec{n}}=0 [/mm]

Marius


Bezug
                
Bezug
normalengleichung: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:01 So 13.11.2011
Autor: Muellermilch


> Hallo
>  
> Die Normalenform kannst du auch recht elegant über das
> Kreuz- oder Vektorprodukt ermitteln, sofern ihr das schon
> hattet.

Das hatten wir noch nicht.

> Als einen Normalenvektor [mm]\vec{n}[/mm] kannst du nämlich auch
> das Ergebnis des Kreuzproduktes der Spannvektoren nehmen,
> also hier:
>  
> [mm]\vec{n}=\vektor{-1\\1\\2}\times\vektor{2\\2\\0}=\ldots[/mm]
>  
> Damm gilt:
>  
> [mm]E:\left[\vektor{x\\y\\z}-\vektor{1\\1\\1}\right]\cdot\overbrace{\left(\vektor{-1\\1\\2}\times\vektor{2\\2\\0}\right)}^{=\vec{n}}=0[/mm]

Bis her haben  wir das nur mit dem geposteten Schema gemacht.

> Marius
>  

Gruß,
Muellermilch

Bezug
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