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6Beispiel: Punkt an Ursprungsgerade spiegeln

Beispiel

Spiegle den Punkt P(23)P (2|3) an der Ursprungsgeraden h:y=14xh:y=\frac{1}{4} x!

Berechnung von alpha

1. Berechnung von α\alpha

Um den Punkt PP an der Geraden hh zu spiegeln, benötigt man als erstes den Winkel α\alpha, den die Gerade hh mit der x-Achse einschließt.

tanα=mhα=tan1(mh)α=tan1(14)α14°\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{lrcl} &\tan \alpha&=& m_h\\ \Leftrightarrow & \alpha &=&\tan^{-1}(m_h)\\ \Leftrightarrow &\alpha &=&\tan^{-1}(\frac{1}{4})\\ \Leftrightarrow &\alpha &\approx&14° \end{array}

2. Abbildungsgleichung aufstellen

Somit ergibt sich folgende Gleichung:

(xy)=(cos2αsin2αsin2αcos2α)(xy)=(cos28°sin28°sin28°cos28°)(23)=(0,880,470,470,88)(23)(xy)=(3,171,7)\def\arraystretch{1.25} \begin{array}{rcl} \begin{pmatrix}x'\\y'\end{pmatrix} &=&\begin{pmatrix}\cos{2\alpha} & \sin{2\alpha}\\\sin{2\alpha} & -\cos{2\alpha}\end{pmatrix}\cdot\begin{pmatrix}x\\y\end{pmatrix}\\ &=&\begin{pmatrix}\cos 28° & \sin 28°\\\sin 28° & -\cos28°\end{pmatrix}\cdot\begin{pmatrix}2\\3\end{pmatrix}\\ &=&\begin{pmatrix}0{,}88 & 0{,}47\\0{,}47 &-0{,}88\end{pmatrix}\cdot\begin{pmatrix}2\\3\end{pmatrix}\\ \begin{pmatrix}x'\\y'\end{pmatrix}&=&\begin{pmatrix} 3{,}17\\ -1{,}7 \end{pmatrix} \end{array}

Der gespiegelte Punkt hat die Koordinaten P(3,171,7)P'(3{,}17|-1{,}7).


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