PunktprobeWann liegt ein Punkt D auf einer durch A, B, C gegebenen Ebene?
Gegeben seien A (-1|2|2) mit dem Ortsvektor , B (-4|6|3), C (2|-2|5).
Diese drei Punkte bilden also eine Ebene:
![$ \vec{x} = \vec{a} + r\cdot{}\overrightarrow{AB} + s \cdot{} \overrightarrow{AC} $ $ \vec{x} = \vec{a} + r\cdot{}\overrightarrow{AB} + s \cdot{} \overrightarrow{AC} $](/teximg/0/4/00349040.png)
Wenn nun ein Punkt D auf dieser Ebene liegen soll, müssen seine Koordinaten die Ebenengleichung erfüllen,
das bedeutet, es muss zwei reelle Zahlen r, s geben, so dass gilt:
![$ \vec{d} = \vec{a} + r\cdot{}\overrightarrow{AB} + s \cdot{} \overrightarrow{AC} $ $ \vec{d} = \vec{a} + r\cdot{}\overrightarrow{AB} + s \cdot{} \overrightarrow{AC} $](/teximg/4/4/00349044.png)
![$ \gdw \vec{d} - \vec{a} = \overrightarrow{AD}= r\cdot{}\overrightarrow{AB} + s \cdot{} \overrightarrow{AC} $ $ \gdw \vec{d} - \vec{a} = \overrightarrow{AD}= r\cdot{}\overrightarrow{AB} + s \cdot{} \overrightarrow{AC} $](/teximg/6/4/00349046.png)
die letzte Gleichung kann man auch so beschreiben: der Vektor muss sich aus den beiden anderen Vektoren linear kombinieren lassen oder durch eine Linearkombination beschreiben lassen.
Konkret mit D(-7|10|0):
![$ \vektor{-7\\10\\0}-\vektor{-1\\2\\2}=r\cdot{}(\vektor{-4\\6\\3}-\vektor{-1\\2\\2}) + s\cdot{}(\vektor{2\\-2\\5}-\vektor{-1\\2\\2}) $ $ \vektor{-7\\10\\0}-\vektor{-1\\2\\2}=r\cdot{}(\vektor{-4\\6\\3}-\vektor{-1\\2\\2}) + s\cdot{}(\vektor{2\\-2\\5}-\vektor{-1\\2\\2}) $](/teximg/0/6/00349060.png)
Die Komponenten fasst man zusammen und schreibt das Ganze als lineares Gleichungssystem auf:
-6 = r * (-3) + s*3
8 = r * 4 + s *(-4)
-2 = r *1 + s*3
Dieses LGS läßt sich lösen mit r=1 und s=-1 der Punkt D liegt auf der durch A,B,C bestimmten Ebene.
Hätte man statt dessen den Punkt (7|10|0) geprüft:
![$ \vektor{7\\10\\0}-\vektor{-1\\2\\2}=r\cdot{}(\vektor{-4\\6\\3}-\vektor{-1\\2\\2}) + s\cdot{}(\vektor{2\\-2\\5}-\vektor{-1\\2\\2}) $ $ \vektor{7\\10\\0}-\vektor{-1\\2\\2}=r\cdot{}(\vektor{-4\\6\\3}-\vektor{-1\\2\\2}) + s\cdot{}(\vektor{2\\-2\\5}-\vektor{-1\\2\\2}) $](/teximg/0/7/00349070.png)
8 = r * (-3) + s*3
8 = r * 4 + s *(-4)
-2 = r *1 + s*3
aus den unteren beiden Gleichungen hätte sich wieder r=1 und s=-1 ergeben, weil sich dort ja nichts verändert hat.
Aber die "Probe" mit der ersten Gleichung
8 = -3 -3 wäre nicht aufgegangen dieser Punkt läge nicht auf der Ebene.
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