Aufgaben zu parallelen und senkrechten Geraden, Abständen u. a.
Hier findest du gemischte Aufgaben zu Geraden. Lerne, Geradengleichungen zu parallelen und senkrechten Geraden anzugeben und Abstände zu berechnen.
- 1
Bestimme die Gleichung der Geraden, die durch den Punkt P geht und senkrecht zur gegebenen Gerade steht.
y=3x+2
P(3∣5)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung und Geradensteigung
Bestimme zunächst die Steigung der zu g(x):y=3x+2 senkrechten Geraden h mit der Formel.
m2=−m11
Setz den Wert ein.
m2=−31
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung −31.
Bestimme nun den y-Achsenabschnitt der Senkrechten h mit dem gegebenen Punkt P(3∣5), indem du den Punkt in die allgemeine Geradengleichung einsetzt.
h(xp):yp=m2xp+b
Setze die Werte ein.
5=−31⋅3+b∣+1
Vereinfache und addiere 1.
6=b⇔b=6
Also lautet die gesuchte Geradengleichung h(x):y=−31x+6.
Hast du eine Frage oder Feedback?
y=0,5x+1
P(1∣2)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung und Geradensteigung
Bestimme zunächst die Steigung der zu g(x):y=0,5x+1 senkrechten Geraden h mit der Formel.
m2=−m11
Setz den Wert ein.
m2=−0,51=−211=−2
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung −2.
Bestimme nun den y-Achsenabschnitt der Senkrechten h mit dem gegebenen Punkt P(1∣2), indem du den Punkt in die allgemeine Geradengleichung einsetzt.
h(xp):yp=m2xp+b
Setz die Werte ein.
2=−2⋅1+b ∣+2
Vereinfache und addiere 2.
4=b⇒b=4
Also lautet die gesuchte Geradengleichung h(x):y=−2x+4.
Hast du eine Frage oder Feedback?
y=−5x+6
P(−10∣1)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung und Geradensteigung
Bestimme zunächst die Steigung der zu g(x):y=−5x+6 senkrechten Geraden h mit der Formel.
m2=−m11
Setz den Wert ein.
m2=−−51=0,2
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung 0,2.
Bestimme nun den y-Achsenabschnitt der Senkrechten h mit dem gegebenen Punkt P(−10∣1), indem du den Punkt in die allgemeine Geradengleichung einsetzt.
h(xp):yp=m2xp+b
Setz die Werte ein.
1=0,2⋅(−10)+b ∣+2
Vereinfache und addiere 2.
3=b⇒b=3
Also lautet die gesuchte Geradengleichung h(x):y=0,2x+3.
Hast du eine Frage oder Feedback?
y=4x+3
P(2∣−5)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung und Geradensteigung
Bestimme zunächst die Steigung der zu g(x):y=4x+3 senkrechten Geraden h mit der Formel.
m2=−m11
Setz den Wert ein.
m2=−41=−0,25
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung −0,25.
Bestimme nun den y-Achsenabschnitt der Senkrechten h mit dem gegebenen Punkt P(2∣−5), indem du den Punkt in die allgemeine Geradengleichung einsetzt.
h(xp):yp=m2xp+b
Setz die Werte ein.
−5=−0,25⋅2+b +0,5
Vereinfache und addiere 0,5.
−4,5=b⇒b=−4,5
Also lautet die Geradengleichung h(x):y=−0,25x−4,5.
Hast du eine Frage oder Feedback?
y=−32x+2
P(4∣6)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung und Geradensteigung
Bestimme zunächst die Steigung der zu g(x):y=−32x+3 senkrechten Geraden h mit der Formel.
m2=−m11
Setz den Wert ein.
m2=−−321=23
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung 23.
Bestimme nun den y-Achsenabschnitt der Senkrechten h mit dem gegebenen Punkt P(4∣6), indem du den Punkt in die allgemeine Geradengleichung einsetzt.
h(xp):yp=m2xp+b
Setz die Werte ein.
6=23⋅4+b ∣−6
Vereinfache und subtrahiere 6.
0=b⇒b=0
Also lautet die Geradengleichung h(x):y=23x.
Hast du eine Frage oder Feedback?
y=31x−2
P(2∣5)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung und Geradensteigung
Bestimme zunächst die Steigung der zu g(x):y=31x−2 senkrechten Geraden h mit der Formel.
m2=−m11
Setz den Wert ein.
m2=−311=−3
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung −3.
Bestimme nun den y-Achsenabschnitt der Senkrechten h mit dem gegebenen Punkt P(2∣5), indem du den Punkt in die allgemeine Geradengleichung einsetzt.
h(xp):yp=m2xp+b
Setz die Werte ein.
5=−3⋅2+b ∣+6
Vereinfache und addiere 6.
11=b⇒b=11
Also lautet die Geradengleichung h(x):y=−3x+11.
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- 2
Bestimme die Gleichung der Geraden g, die parallel zur Geraden h ist und durch den Punkt P geht.
h: y=3x−2; P(1|0)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Steigung bestimmen
y=3x−2 ; P(1|0)
m=3
Geradengleichung aufstellen
Setze m (3) und P(1|0) in die allgemeinen Geradengleichung ein.
0 = 3⋅1+t −3 ↓ Gleichung nach t auflösen.
t = −3 Setze m und t in die allgemeinen Geradengleichung ein.
⇒ Geradengleichung: y=3x−3
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h: y=x−4; P(1|2)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Steigung bestimmen
y=x−4 ; P(1|2)
m=1
Gleichung aufstellen
Setze m (1) und P(1|2) in die allgemeinen Geradengleichung ein.
2 = 1+t −1 ↓ Gleichung nach t auflösen.
t = 1 Setze m und t in die allgemeinen Geradengleichung ein.
⇒ Geradengleichung: y=x+1
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h: y=4x; P(5|18)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Steigung bestimmen
y=4x ; P(5|18)
m=4
Gleichung aufstellen
Setze m (4) und P(5|18) in die allgemeinen Geradengleichung ein.
18 = 4⋅5+t −20 ↓ Gleichung nach t auflösen.
t = −2 Setze m und t in die allgemeinen Geradengleichung ein.
⇒ Geradengleichung: y=4x−2
Hast du eine Frage oder Feedback?
h: y=−2x+1; P(-1|4)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Steigung bestimmen
y=−2x+1 ; P(-1|4)
m=−2
Gleichung aufstellen
Setze m (-2) und P(-1|4) in die allgemeinen Geradengleichung ein.
4 = −2⋅(−1)+t −2 ↓ Gleichung nach t auflösen.
t = 2 Setze m und t in die allgemeinen Geradengleichung ein.
⇒Geradengleichung: y=−2x+2
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- 3
Bestimme die Gleichung der Geraden, die durch …
den Punkt P(−3∣4) geht und parallel ist zur x-Achse.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung
Parallel zur x-Achse, das heißt die gleiche Steigung wie die x-Achse, also m=0.
m und P in die allgemeine Geradengeleichung einsetzen.
Zur Geradengleichung zusammensetzen.
Hast du eine Frage oder Feedback?
den Punkt Q(2∣5) geht und parallel ist zur Winkelhalbierenden des 2.Quadranten.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung
Parallel zur Winkelhalbierenden des 2. Quadranten bedeutet gleiche Steigung.
Die Steigung der Winkelhalbierenden des 2. Quadranten ist -1
m in die Geradengleichung einsetzen und damit t berechnen.
m und t in die allgemeine Geradengleichung einsetzen.
Hast du eine Frage oder Feedback?
den Punkt R(−4∣2) geht und parallel ist zur y-Achse.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung
Parallel zur y-Achse, d.h. keine Funktionsgleichung, da einem x-Wert unendlich viele y-Werte zugeordnet werden. Die Gerade kann also nur als der x-Wert von R beschrieben werden.
Hast du eine Frage oder Feedback?
den Punkt S(2∣−3) geht und parallel ist zur Winkelhalbierenden des 1.Quadranten.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung
Parallel zur Winkelhalbierenden des 1. Quadranten bedeutet die gleiche Steigung.
Die Steigung der Winkelhalbierenden des 1. Quadranten ist 1.
Setze m und S in die allgemeine Geradengleichung ein und löse nach t auf.
Setze m und t in die allgemeine Geradengleichung ein.
Hast du eine Frage oder Feedback?
den Ursprung geht und parallel ist zur Geraden AB mit A(−72∣−60) und B(−24∣−20).
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradengleichung
Durch den Ursprung, das heißt y-Achsenabschnitt t=0
Parallel zur Geraden AB , bedeutet die gesuchte Gerade hat die gleiche Steigung wie AB .
Berechne die Steigung m mithilfe des Differenzenquotienten .
Setze m und t in die allgemeine Geradengleichung ein.
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- 4
Zwei aufeinander senkrecht stehende Geraden schneiden sich in S(−2∣−1) .
Geben Sie mögliche Geradengleichungen an.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: lineare Funktionen
Wir haben zwei zueinander senkrechte Geraden mit dem Schnittpunkt (−2,−1). Wie man aus der Angabe schon rauslesen kann, gibt es mehrere Möglichkeiten, zwei solcher Geraden zu wählen. Im Folgenden wird eine Möglichkeit angegeben. Ein gutes Kriterium, um zu überprüfen, ob die zwei gewählten Geraden senkrecht zueinander sind, ist folgendes:
m1⋅m2=−1.
Wähle zum Beispiel die Geraden g mit y=g(x)=x+1 und h mit y=h(x)=−x−3. Dann gilt m1⋅m2=1⋅(−1)=−1und es gilt g(−2)=−1 und h(−2)=−1. Also liegt der Schnittpunkt auf den beiden Geraden und diese sind senkrecht zueinander.
Achtung:
Wählst du zum Beispiel die Gerade y=−1 (eine Parallele zur x-Achse), die durch den Punkt(−2,−1) geht, gibt es genau eine Gerade, nämlich die Gerade, die parallel zur y-Achse steht mit der Geradengleichung x=−2. Diese stehen zwar senkrecht aufeinander, aber x=−2 ist keine Funktion, sondern eine Relation.
- 5
Berechne den Abstand der Geraden zum Ursprung.
y=43x−5
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Steigung der Senkrechten
Geradensteigung und Geradengleichung
Der kürzeste Abstand zum Ursprung ist die Senkrechte auf die Gerade durch den Ursprung. Ist g(x):y=m1⋅x+b, so berechnest du die Steigung der Senkrechten m2 mit der Formel.
m2=−m11
Setz den Wert der Steigung ein.
m2=−431=−34
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung −34 und geht durch den Ursprung, der y-Achsenabschnitt b ist also 0. Damit lautet die Geradengleichung der Senkrechte h(x):y=−34x.
Berechne nun den Schnittpunkt A(xs∣ys) der beiden Geraden indem du ihre Geradengleichungen gleichsetzt.
g(xs) = h(xs) ↓ Setz die Geradengleichungen ein.
−34xs = 43xs−5 −43xs ↓ Bringe die Variable xs auf die linke Seite.
−1225xs = −5 ⋅(−1) 1225xs = 5 :1225 xs = 512 = 2,4 Setz nun xs in eine der Geradengleichungen ein um ys zu bestimmen.
h(xs):ys=−34xs
Setz xs=2,4 ein.
ys=−34⋅2,4=−3,2
Der Schnittpunkt der Geraden h und g liegt also bei A(2,4∣−3,2).
Bestimme nun den Abstand des Ursprungs zum berechneten Schnittpunkt A, dies ist genau der kürzeste Abstand der Geraden g zum Ursprung.
d=(xs−x0)2+(ys−y0)2
Setz die Werte ein.
d=(2,4−0)2+(−3,2−0)2
Vereinfache.
=5,76+10,24=16=4
Der kürzeste Abstand der Geraden g zum Ursprung ist also 4.
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y=−21x+2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradensteigung
Der kürzeste Abstand zum Ursprung ist die Senkrechte auf die Gerade durch den Ursprung. Ist g(x):y=m1⋅x+b, so berechnest du die Steigung der Senkrechten m2 mit der Formel
m2=−m11
Setz den Wert der Steigung ein.
m2=−−211=2
Die gesuchte Senkrechte hat also Steigung 2 und geht durch den Ursprung, der y-Achsenabschnitt b ist also 0. Damit lautet die Geradengleichung der Senkrechte h(x):y=2x.
Berechne nun den Schnittpunkt A(xs∣ys) der beiden Geraden, indem du ihre Geradengleichungen gleichsetzt.
g(xs) = h(xs) ↓ Setz die Geradengleichungen ein.
−21xs+2 = 2xs −2xs ↓ Bringe die Variable xs auf die linke Seite.
−2,5xs+2 = 0 −2 ↓ Bringe die 2 auf die rechte Seite.
−2,5xs = −2 :(−2,5) xs = 0,8 Setz nun xs in eine der Geradengleichungen ein um ys zu bestimmen.
h(xs):ys=2xs
Setz xs=0,8 ein.
ys=2⋅0,8=1,6
Der Schnittpunkt der Geraden h und g liegt also bei A(0,8∣1,6).
Bestimme nun den Abstand des Ursprungs zum berechneten Schnittpunkt A, dies ist genau der kürzeste Abstand der Geraden g zum Ursprung.
d=(xs−x0)2+(ys−y0)2
Setz die Werte ein.
d=(0,8−0)2+(1,6−0)2
Vereinfache.
=0,64+2,56=3,2≈1,79
Der kürzeste Abstand der Geraden g zum Ursprung ist also etwa 1,79.
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- 6
Berechnen Sie den Abstand der parallelen Geraden g: y=−21x+2 und h: y=−21x−3 .
Rundet das Ergebnis auf zwei Stellen nach dem Komma.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Abstand zweier Geraden
Abstand zweier paralleler Geraden
Der kürzeste Weg zwischen zwei parallelen Geraden ist eine Normale der Geraden .
Der Abstand der Geraden entspricht dem Abstand zwischen den beiden Schnittpunkten der Normale mit den Geraden .
Skizze
Fertige eine Skizze an.
md⋅mg = −1 :mg md = mg−1 ↓ Setze die Steigung der Funktion mg (nämlich −21) ein.
md = −21−1 ↓ Vereinfache die rechte Seite.
md = −2 Stelle nun die Geradengleichung auf.
Es wird ein Punkt T, der auf der Geraden liegt benötigt. Verwendet wird der y-Abschnitt von h(x) : (0∣−3) .
Setze T(0∣−3) (siehe Skizze) und md in die allgemeine Geradengleichung ein um t zu bestimmen.
−3 = 2⋅(0)+t ↓ t = −3 ↓ Setze t und md in die allgemeine Geradengleichung ein.
y = 2x−3 Bestimme den Schnittpunkt von d und g
Berechne zunächst die x-Koordinate des Schnittpunkts S.
Normale d: y=2x−3
Gerade g: y=−21x+2
Setze die Funktionen gleich.
2x−3 = −21x+2 +3 2x = −21x+5 +21x 25x = 5 :25 x = 2 Berechne nun die y-Koordinate des Schnittpunkts S.
y = 2x−3 ↓ Setze das gefundene x = 2 ein.
y = 2⋅2−3 ↓ Rechne aus.
y = 1 Gib die Koordinaten des Schnittpunktes S an.
⇒ S(2∣1)
Bestimme den Abstand der Punkte S und T.
Bestimme den Abstand in x-Richtung.
T(0∣−3) , S(2∣1)
Berechne die Differenz der x-Werte von S und T.
Δx=2−0=2
Bestimme den Abstand in y-Richtung.
T(0∣−3) , S(2∣1)
Berechne die Differenz der y-Werte.
Δy=1−(−3)=4
Bestimme den Abstand in direkter Linie zwischen den Punkten.
Δx=2
Δy=4
Wende den Satz des Pythagoras an.
d2 = 22+42 ↓ Berechne die beiden Potenzen.
d2 = 4+16 ↓ Addiere.
d2 = 20 ↓ Ziehe die Wurzel.
d = 20 Wenn du 20 in den Taschenrechner eingibst und das Ergebnis auf zwei Stellen nach dem Komma rundest, erhältst du:
d=20≈4,47
Ergebnis
Der Abstand der beiden Geraden beträgt etwa 4,47.
- 7
Gegeben ist die Gleichung y=23x+1.
Zeichne die Gerade zu der Gleichung in ein Koordinatensystem.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Gerade im Koordinatensystem
Wähle einen beliebigen Punkt auf der Geraden, z. B. den gegebenen y-Abschnitt (0∣1), und gehe entsprechen der Steigung m=23 zwei nach rechts und drei nach oben. Verbinde die beiden Punkte zu einer Geraden.
Hast du eine Frage oder Feedback?
Stelle die Gleichung der dazu senkrechten Geraden durch den Punkt P(3∣2,25) auf.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradensteigung
Teile −1 durch die gegebene Steigung, um die Steigung der dazu senkrechten Geraden zu erhalten. Siehe Artikel Geradensteigung . Siehe Artikel Brüche multiplizieren und dividieren.
m = −1:23=1−1⋅32=−32 ↓ Setze die Koordinaten von P und m in die allgemeine Geradengleichung ein.
2,25 = −32⋅3+t = −36+t = −12+t = −2+t +2 ↓ Löse nach t auf.
t = 2,25+2=4,25 Setze m und t in die allgemeine Geradengleichung ein.
y = −32x+4,25 Hast du eine Frage oder Feedback?
Zeichne die Gerade in dasselbe Koordinatensystem wie die Gerade aus Teilaufgabe 1.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Geradensteigung
Wähle einen beliebigen Punkt auf der Geraden z. B. den gegebenen Punkt P(3∣2,25) und gehe entsprechen der Steigung m=−32, 3 nach links und 2 nach oben. Verbinde die beiden Punkte zu einer Geraden. (siehe Zeichnung bei Teilaufgabe 1)
Hast du eine Frage oder Feedback?
Berechne den Schnittpunkt der beiden Geraden.
Gib das Ergebnis wie folgt an: S(x|y)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Schnittpunkt zweier Funktionen
x-Koordinate berechnen
Setze die Geraden gleich, um den Schnittpunkt zu berechnen.
23x+1 = −32x+417 +32x∣−1 ↓ Bringe alle x auf eine Seite.
23x+32x = 417−1 ↓ 613x = 413 :613 x = 46=23=1,5 y-Koordinate berechnen
Setze x in eine der Geradengleichungen ein, z. B. die der gegebenen Gerade.
y = 23⋅23+1 = 49+1 = 3,25 ⇒ S(1,5∣3,25)
Hast du eine Frage oder Feedback?
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