Bestimme die Abbildungsgleichung bei einer Drehung des Punktes P um den Winkel α um den Ursprung und die Koordinaten des dadurch abgebildeten Punktes P′.
α=30°
P(1∣4)
Lösungsweg 1: Koordinatenform
α=30°
Um den Punkt P um den Ursprung zu drehen, kannst du die Koordinatenform benutzen:
x′=x⋅cosα−y⋅sinα
y′=x⋅sinα+y⋅cosα
Um die Abbildungsgleichung zu erhalten, setzt du α=30° ein.
x′=x⋅cos30°−y⋅sin30°
y′=x⋅sin30°+y⋅cos30°
Um nun die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ zu bestimmen, setzt man die Koordinaten des ursprünglichen Punktes P in die Abbildungsgleichung ein.
x′=1⋅cos30°−4⋅sin30°
y′=1⋅sin30°+4⋅cos30°
Dies kannst du noch weiter vereinfachen.
x′=1⋅23−4⋅21=23−2
y′=1⋅21+4⋅23=21+23
⇒P′(23−2∣21+23)
Nun hast du die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ bestimmt.
Lösungsweg 2: Matrixform
α=30°
Um den Punkt P um den Ursprung zu drehen, kannst du die Matrixform benutzen:
(x′y′)=(cosαsinα−sinαcosα)⋅(xy)
Um die Abbildungsgleichung zu erhalten, setzt du α=30° ein.
(x′y′)=(cos30°sin30°−sin30°cos30°)⋅(xy)
Um nun die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ zu bestimmen, setzt man die Koordinaten des ursprünglichen Punktes P in die Abbildungsgleichung ein.
(x′y′)=(cos30°sin30°−sin30°cos30°)⋅(14)
Dies kannst du noch weiter vereinfachen.
(x′y′)=( 2321−2123)⋅(14)=( 23−221+23)
⇒P′(23−2∣21+23)
Nun hast du die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ bestimmt.
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α=90°
P(3∣−2)
Lösungsweg 1: Koordinatenform
α=90°
Um den Punkt P um den Ursprung zu drehen, kannst du die Koordinatenform benutzen:
x′=x⋅cosα−y⋅sinα
y′=x⋅sinα+y⋅cosα
Um die Abbildungsgleichung zu erhalten, setzt du α=90° ein.
x′=x⋅cos90°−y⋅sin90°
y′=x⋅sin90°+y⋅cos90°
Um nun die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ zu bestimmen, setzt man die Koordinaten des ursprünglichen Punktes P in die Abbildungsgleichung ein.
x′=3⋅cos90°−(−2)⋅sin90°
y′=3⋅sin90°+(−2)⋅cos90°
Dies kannst du noch vereinfachen.
x′=3⋅0−(−2)⋅1=2
y′=3⋅1+(−2)⋅0=3
⇒P′(2∣3)
Nun hast du die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ bestimmt.
Lösungsweg 2: Matrixform
Um den Punkt P um den Ursprung zu drehen, kannst du die Matrixform benutzen:
(x′y′)=(cosαsinα−sinαcosα)⋅(xy)
Um die Abbildungsgleichung zu erhalten, setzt du α=90° ein.
(x′y′)=(cos90°sin90°−sin90°cos90°)⋅(xy)
Um nun die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ zu bestimmen, setzt man die Koordinaten des ursprünglichen Punktes P in die Abbildungsgleichung ein.
(x′y′)=(cos90°sin90°−sin90°cos90°)⋅(3−2)
Dies kannst du noch weiter vereinfachen.
(x′y′)=( 0 1−10)⋅(3−2)=(23)
⇒P′(2∣3)
Nun hast du die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ bestimmt.
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α=120°
P(12,5∣−3)
Lösungsweg 1: Koordinatenform
Skizze:
Um den Punkt P um den Ursprung zu drehen, kannst du die Koordinatenform benutzen:
x′=x⋅cosα−y⋅sinα
y′=x⋅sinα+y⋅cosα
Um die Abbildungsgleichung zu erhalten, setzt du α=120° ein.
x′=x⋅cos120°−y⋅sin120°
y′=x⋅sin120°+y⋅cos120°
Um nun die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ zu bestimmen, setzt man die Koordinaten des ursprünglichen Punktes P in die Abbildungsgleichung ein.
x′=12,5⋅cos120°−(−3)⋅sin120°
y′=12,5⋅sin120°+(−3)⋅cos120°
Dies kannst du noch vereinfachen.
x′=12,5⋅(−21)−(−3)⋅23=−6,25+3⋅23
y′=12,5⋅23+(−3)⋅−(21)=6,25⋅3+1,5
⇒P′(−6,25+323∣6,253+1,5)
Nun hast du die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ bestimmt.
Lösungsweg 2: Matrixform
Skizze:
Um den Punkt P um den Ursprung zu drehen, kannst du die Matrixform benutzen:
(x′y′)=(cosαsinα−sinαcosα)⋅(xy)
Um die Abbildungsgleichung zu erhalten, setzt du α=120° ein.
(x′y′)=(cos120°sin120°−sin120°cos120°)⋅(xy)
Um nun die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ zu bestimmen, setzt man die Koordinaten des ursprünglichen Punktes P in die Abbildungsgleichung ein.
(x′y′)=(cos120°sin120°−sin120°cos120°)⋅(12,5−3)
Dies kannst du ebenfalls noch vereinfachen.
(x′y′)=( (−21) 23−23(−21))⋅(12,5−3)=(−6,25+3⋅236,25⋅3+1,5)
⇒P′(−6,25+323∣6,253+1,5)
Nun hast du die Koordinaten des gedrehten Punktes P′ bestimmt.
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