Bestimme die Schnittmenge der in Parameter- und Koordinatenform gegebenen Ebenen.
E1:2⋅x1+3⋅x2−x3=13 und
E2:x=−121+r⋅213+s⋅0−12
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lagebeziehung von zwei Ebenen
Für jede Koordinate x1, x2 und x3 wird nun die entsprechende Zeile aus der Parameterform der Gleichung E2 eingesetzt. Beim Lösen von Gleichungen würde das als Einsetzverfahren bezeichnet werden.
Es folgt also: r=2,5+1,25s. Durch Einsetzen dieser Beziehung in E2 kann ein Parameter eliminiert werden. Es ergibt sich so die Parameterform einer Gerade! Die Schnittmenge der beiden Ebenen ist also eine Gerade.
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Beginne damit die Ebene E2 für jedes x1, x2 und x3 in E1 einzusetzen. Daraus ergibt sich eine Beziehung zwischen r und s. Diese in E2 einsetzen, um auf die Schnittgerade schließen zu können.
E1:−x1+2⋅x2+x3=−4 und E2:X=20−1+r⋅01−2+s⋅2−13
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lagebeziehung von zwei Ebenen
Bestimmung der Schnittgeraden
Setze E2 in E1 ein:
−1⋅(2+0⋅r+2⋅s)+2⋅(0+r−s)+1⋅(−1−2⋅r+3⋅s)=−4
Löse die Klammern auf und fasse zusammen:
−2−2s+2r−2s−1−2r+3s=−4
−3−s=−4⇒s=1
Setze s=1 in E2 ein und fasse die Vektoren zusammen:
X=20−1+r⋅01−2+1⋅2−13=4−12+r⋅01−2
Die Schnittgerade der beiden Ebenen lautet:
g:X=4−12+r⋅01−2
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E1:x1+2⋅x2−2⋅x3=5 und E2:X=112+r⋅413+s⋅2−10
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lagebeziehung von zwei Ebenen
Lagebestimmung
Setze E2 in E1 ein:
1⋅(1+4⋅r+2⋅s)+2⋅(1+r−s)−2⋅(2+3⋅r+0⋅s)=5
Löse die Klammern auf und fasse zusammen:
1+4r+2s+2+2r−2s−4−6r=5⇒−1=5 falsche Aussage
Die Ebenen schneiden sich nicht, d.h. sie sind parallel.
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E1:x1+2⋅x2−2⋅x3=5 und E2:X=712+r⋅413+s⋅2−10
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lagebeziehung von zwei Ebenen
Lagebestimmung
Setze E2 in E1 ein:
1⋅(7+4⋅r+2⋅s)+2⋅(1+r−s)−2⋅(2+3⋅r+0⋅s)=5
Löse die Klammern auf und fasse zusammen:
7+4r+2s+2+2r−2s−4−6r=5 ⇒5=5 wahre Aussage
Die Ebenen sind identisch. (Sie liegen aufeinander.)
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E1:x=112+r⋅011+s⋅113 und E2:2⋅x1+x2−x3−1=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lagebeziehung von zwei Ebenen
Lagebestimmung
Setze E1 in E2 ein:
2⋅(1+0⋅r+s)+1⋅(1+r+s)−1⋅(2+r+3⋅s)−1=0
Löse die Klammern auf und fasse zusammen:
2+2s+1+r+s−2−r−3s−1=0 ⇒0=0 wahre Aussage
Die beiden Ebenen sind identisch. (Sie liegen aufeinander.)
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E1:X=1−13+r⋅1−1−1+s⋅−12−1 und E2:x1−2⋅x2+x3−2=0
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Lagebeziehung von zwei Ebenen
Lagebestimmung
Setze E1 in E2 ein:
1⋅(1+r−s)−2⋅(−1−r+2⋅s)+1⋅(3−r−s)−2=0
Löse die Klammern auf und fasse zusammen:
1+r−s+2+2r−4s+3−r−s−2=0⇒4+2r−6s=0
⇒r=−2+3s
Setze r=−2+3s in E1 ein und fasse entsprechende Vektoren zusammen:
X=1−13+(−2+3s)⋅1−1−1+s⋅−12−1
g:X=1−2−1+23+2+s⋅3−1−3+2−3−1=−115+s⋅2−1−4
Die Schnittgerade g hat die Gleichung: g:X=−115+s⋅2−1−4
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