4. Gerade liegt parallel zur Ebene Wenn die Gerade nicht in der Ebene liegt, sie aber auch niemals schneidet, dann liegt sie parallel zur Ebene. Um die Frage zu klären, ob Parallelität vorliegt, kann man die obigen zwei Bedingungen nahezu identisch übernehmen. Anders ist nur, dass hier ein Punkt nicht in der Ebene liegen darf (gilt dies für einen Punkt, dann gilt es für alle durch Bedingung 1): 1. Ein Punkt der Gerade darf nicht in der Ebene liegen. (Liegt ein Punkt der Geraden nicht in der Ebene, dann liegt auch kein anderer Punkt in der Ebene. ) 5. Gerade schneidet Ebene Eine Gerade schneidet eine Ebene, wenn nur ein Schnittpunkt existiert. Damit sich Ebene und Gerade schneiden müssen sie "schief" zueinander liegen. Gerade liegt in ebene 2017. Ist das der Fall, dann müssen sie sich zwangsweise an irgendeinem Punkt schneiden - und nach diesem Punkt nie wieder. Die Gerade liegt "schief" zur Ebene, wenn ihr Richtungsvektor nicht orthogonal zum Normalenvektor der Ebene ist. Das heißt, dass Bedingung 1 aus den oberen beiden Fällen sozusagen "umgedreht" wird: 1.
Der Richtungsvektor der Geraden darf nicht nicht orthogonal zum Normalenvektor liegen. Hier braucht man auch nur eine Bedingung. Es gibt schließlich nur drei mögliche Lagebeziehungen. Trifft diese Bedingung 1 zu, dann werden automatisch die beiden anderen Fälle (parallel/ineinander) ausgeschlossen. Daher kann nur noch Fall 3 (schneiden) zutreffen. 6. Links Wiedermal einige Videos, die das ganze etwas verdeutlichen sollen. Vor allem wie man's dann rechnet: Ebene in Parameterform und Gerade gegeben - wie liegen sie zueinander? Ebene in Normalenform und Gerade gegeben. Gerade angeben, die in Ebene liegt. Wieder die Frage, wie diese zueinander liegen. Und das ganze noch einmal, diesmal mit einer Geraden und einer Ebene in Koordinatenform.
Es gibt drei Lagen, die eine Gerade und eine Ebene annehmen können. Man unterscheidet diese drei Fälle einfach in dem man die Schnittpunkte von Gerade und Ebene ausrechnet. Gerade liegt in ebene 2020. Gerade und Ebene sind parallel, in dem Fall gibt es keine Schnittpunkte. Die Gerade liegt in der Ebene, in dem Fall gibt's unendlich viele Schnittpunkte. Es gibt einen Schnittpunkt. In dem Fall gibt's bei der Schnittpunktberechnung EINE Lösung.
Der Abstand der Geraden g g zur Ebene E E ist: d ( g, E) = ∣ r ⋅ n ⃗ ∣ d(g, E)=|r\cdot \vec n|. Lösung Stelle eine Hilfsgerade h h auf, die durch den Aufpunkt P P der Geraden g g verläuft und die orthogonal zur Ebene E E liegt. Der Normalenvektor n ⃗ = ( 2 2 1) \vec n= \begin{pmatrix}2\\2\\1\end{pmatrix} der Ebene E E ist der Richtungsvektor der Hilfsgeraden h h. Aufgaben zur Lagebeziehung von Geraden und Ebenen - lernen mit Serlo!. Schneide die Hilfsgerade h h mit der Ebene E E. Setze dazu die Geradengleichung h h in die gegebene Ebenengleichung ein: 2 x 1 + 2 x 2 + x 3 − 8 \displaystyle 2x_1+2x_2+x_3-8 = = 0 \displaystyle 0 ↓ Setze h h in E E ein. 2 ⋅ ( 1 + 2 r) + 2 ⋅ ( 4 + 2 r) + 1 ⋅ ( 1 + r) − 8 \displaystyle 2\cdot (1+2r)+2\cdot(4+2r)+1\cdot(1+r)-8 = = 0 \displaystyle 0 ↓ Löse die Klammern auf und fasse zusammen. 2 + 4 r + 8 + 4 r + 1 + r − 8 \displaystyle 2+4r+8+4r+1+r-8 = = 0 \displaystyle 0 3 + 9 r \displaystyle 3+9r = = 0 \displaystyle 0 − 3 \displaystyle -3 9 r \displaystyle 9r = = − 3 \displaystyle -3: 9 \displaystyle:9 r \displaystyle r = = − 3 9 \displaystyle -\dfrac{3}{9} ↓ Kürze.
Gegeben ist folgende Ebene: $$ E: 3x_1 + 1x_2 - 5x_3 = -3 bzw. in Parameterdarstellung: E: \vec{x} = \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} + r \begin{pmatrix} 3 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} + s \begin{pmatrix} 2 \\ -1 \\ 1 \end{pmatrix} Wir untersuchen, die Lage der Geraden $g$ zur Ebene. g: \vec{x} = \begin{pmatrix} 4 \\ -5 \\ -1 \end{pmatrix} + k \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 1 \end{pmatrix} Verfahren 1: Koordinatenform Am einfachsten untersuchen Sie die Lage der Gerade zur Ebene mit Hilfe der Koordinatenform der Ebene. Wenn die Gerade parallel zur Ebene ist oder in der Ebene liegt, dann muss der Richtungsvektor der Geraden orthogonal zum Normalenvektor der Ebene sein. Dann ist das Skalarprodukt der beiden Vektoren null. \vec{n} = \begin{pmatrix} 3 \\ 1 \\ -5 \end{pmatrix} \vec{v_g} = \begin{pmatrix} 1 \\ 2 \\ 1 \end{pmatrix} Das Skalarprodukt ergibt. Vektorrechnung: Gerade - Ebene: Parallel. \vec{n} \cdot \vec{g} = 3 \cdot 1 + 1 \cdot 2 + (-5) \cdot 1 = 3 + 2 - 5 = 0 Also ist die Gerade parallel oder sogar in der Ebene. Dazu muss man noch die Punktprobe machen.
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