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Abiturkurs Geometrie

17Ebenen

Parameterform

Die Parameterform der Ebene E nutzt die bereits bekannte Form von Geraden aus und fügt einen weiteren Richtungsvektor hinzu. D.h. es gibt wieder einen Aufpunkt A und jetzt zwei Richtungsvektoren u\vec{u} und v\vec{v}:

E:(xyz)=A+λ1u+λ2v=A+λ1(u1u2u3)+λ2(v1v2v3)E: \begin{pmatrix} x \\ y \\ z \end{pmatrix} =\vec{A} + \lambda_1 \vec{u} + \lambda_2 \vec{v} = \vec{A} + \lambda_1 \cdot \begin{pmatrix} u_1 \\ u_2 \\ u_3 \end{pmatrix} + \lambda_2 \cdot \begin{pmatrix} v_1 \\ v_2 \\ v_3 \end{pmatrix}

Ebene 1

Koordinatenform

Eine Ebene E lässt sich auch durch die Verwendung der Koordinaten des kartesischen Koordinatensystems beschreiben. Die Ebene besteht dann aus denjenigen Punkten (x,y,z)(x,y,z) die folgende Gleichung erfüllen:

Wobei a,b und c die Komponenten des Normalenvektors n=(abc)\vec{n} = \begin{pmatrix} a \\ b \\ c \end{pmatrix} sind.

Der Abstand der Ebene vom Koordinatenursprung entspricht genau: dn\dfrac{|d|}{|\vec{n}|}.

Ist der Normalenvektor normiert, entspricht der Abstand genau |d|.

Normalenform

Wenn man eine Ebene in Normalenform angeben will, benötigt man einen Punkt der Ebene (Aufpunkt AA) und einen zur Ebene senkrechten Vektor n\vec n (Normalenvektor).

Ein Punkt XX (Ortsvektor X\vec X) liegt in dieser Ebene, wenn der Vektor AX\overrightarrow{AX} senkrecht auf dem Normalenvektor n\vec n steht.

Das Skalarprodukt von AX\overrightarrow{AX} und n\vec n muss Null ergeben.

E:  nAX=0E:\;\vec n \circ\overrightarrow{AX} =0

bzw.

E:  n(OXOA)=0E:\;\vec n \circ\left(\overrightarrow {OX}-\overrightarrow {OA} \right)=0

Diese Gleichung heißt Normalenform der Ebene.

Ebene mit Normalenvektor

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