Untersuche, welche Lage die Ebene EEE zur Kugel KKK hat. Berechne dazu den Abstand des Kugelmittelpunktes MMM von der Ebene EEE.
E: 3x1+4x2+5x3=2; M(2∣1∣3); r=3E:\; 3x_1+4x_2+5x_3=2;\;\;M(2|1|3);\;\; r=3E:3x1+4x2+5x3=2;M(2∣1∣3);r=3
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Hessesche Normalenform
Wandle die Ebene E in die Hessesche Normalenform um:
EHNF:3x1+4x2+5x3−232+42+52=0E_{HNF}:\dfrac{3x_1+4x_2+5x_3-2}{\sqrt{3^2+4^2+5^2}}=0EHNF:32+42+523x1+4x2+5x3−2=0
Setze die Koordinaten des Kugelmittelpunktes ein:
d(M,E)=∣3⋅2+4⋅1+5⋅3−232+42+52∣=∣2350∣≈3,25>3d(M,E)=\left|\dfrac{3\cdot2+4\cdot1+5\cdot3-2}{\sqrt{3^2+4^2+5^2}}\right|=\left|\dfrac{23}{\sqrt{50}}\right|\approx 3{,}25>3 d(M,E)=32+42+523⋅2+4⋅1+5⋅3−2=5023≈3,25>3
Antwort: Der Abstand d≈3,25d\approx 3{,}25d≈3,25 des Kugelmittelpunktes MMM von der Ebene EEE ist größer als der Kugelradius r=3r=3r=3, d.h. die Ebene schneidet die Kugel nicht.
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