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Forum "Vektoren" - Lotfußpunkt bestimmen
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Lotfußpunkt bestimmen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 01:24 Di 07.02.2012
Autor: georg1982

Aufgabe
Gegeben sind die 3 Punkte [mm]P_1=\begin{pmatrix} -4 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix},P_2= \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ -1 \end{pmatrix}, P_3=\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix}[/mm]
a)Bestimme die Gleichung der Ebene in Parameterform und in Skalarform.
b)Bestimmen sie den Lotfußpunkt des Punktes [mm]Q=\begin{pmatrix} -2 \\ 5 \\ 7 \end{pmatrix}[/mm] auf die Ebene.

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt

Ich habe probleme damit den Lotfußpunkt zu bestimmen.
mein Normalenvektor [mm] ist:\begin{pmatrix} -2 \\ -4 \\ -6 \end{pmatrix} [/mm]
damit ist die Ebenen Gleichung in Skalarform:
[mm]E: -2x-4y-6z-d[/mm] [mm]d=-2[/mm]
wie gehe ich jetzt weiter vor?

        
Bezug
Lotfußpunkt bestimmen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 03:22 Di 07.02.2012
Autor: KarlMarx

Moin Georg!

>  mein Normalenvektor [mm]ist:\begin{pmatrix} -2 \\ -4 \\ -6 \end{pmatrix}[/mm]

[ok]

> damit ist die Ebenen Gleichung in Skalarform:
>  [mm]E: -2x-4y-6z-d[/mm] [mm]d=-2[/mm]

Zwei Sachen dazu:
1. Die Bezeichnung Skalarform habe ich noch nie gehört und ich habe schon einige Notationen kennengelernt. Normaler Weise bezeichnet man diese Form der Ebenengleichung als []Koordinatenform.
2. Richtig wird diese Ebenenform folgendermaßen geschrieben:
[mm]E: -2x-4y-6z = 2[/mm]

>  wie gehe ich jetzt weiter vor?

Grundsätzlich musst Du eine Lotgerade aufstellen und diese mit der Ebene schneiden. Ich würde dazu die []Normalenform der Ebene empfehlen (denn damit geht's am Schnellsten) aber es geht natürlich auch mit den anderen.

Du brauchst also erstmal eine Gerade, die einerseits durch den Punkt [mm]Q[/mm] geht und andererseits senkrecht auf der Ebene steht. Welche ist das?
Diese Gerade schneidest Du mit der Ebene. Die so erhaltene Gleichung kannst Du nach dem Parameter der Geraden auflösen.
Wenn Du diesen dann in die Geradengleichung einsetzt, bekommst Du den Ortsvektor zum gesuchten Lotfußpunkt.

Gruß - Kalle.

Bezug
                
Bezug
Lotfußpunkt bestimmen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:35 Di 07.02.2012
Autor: georg1982

Danke für die schnelle Antwort leider hab ich immer noch keine Ahnung wie ich das genau rechne.

wenn ich das richtig verstanden habe,
stelle ich die Geradengleichung durch meinen Punkt [mm] $Q=\begin{pmatrix}-2\\5\\7\end{pmatrix} [/mm] für h auf mit:
$h: [mm] \vec{x}=\begin{pmatrix} -2 \\ 5 \\ 7 \end{pmatrix}+\lambda\cdot\begin{pmatrix} -2 \\ -4 \\ -6 \end{pmatrix}$ [/mm]
diese verläuft senkrecht zur ebene und durch den Punkt Q
ich habe nun probiert zeilenweise [mm] ($x_1, y_1, z_1$ [/mm] ) in
$E: -2x-4y-6z=2$ einzusetzen komme damit aber nicht auf was das richtig aussieht.
könnte mir mal jemand mit meinen Zahlen vorrechnen wie ich was wo einsetzte und warum?
Wenn man keine Ahnung hat gibt es einfach zu viele Möglichkeiten etwas irgendwo einzusetzen.


Bezug
                        
Bezug
Lotfußpunkt bestimmen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:56 Di 07.02.2012
Autor: chrisno

Wenn ich nicht schon wieder mal etwas übersehen habe, bist Du auf dem richtigen Weg.
Setz mal ein, für x: $-2 [mm] -2\lambda$ [/mm] und so weiter. Dann hast Du eine Gleichung für [mm] $\lambda$. [/mm] Wenn Du den Wert für [mm] $\lambda$ [/mm] dann in die Geradengleichung einsetzt, hast Du den gesuchten Punkt.

Bezug
                                
Bezug
Lotfußpunkt bestimmen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:52 Di 07.02.2012
Autor: georg1982

so danke an alle die geholfen haben, ich habe die Aufgabe nun gelöst:

noch mal zum zusammenfassen, der Lotfußpunkt [mm] $x_0$ [/mm] wird folgendermaßen berechnet.

es wird erst einmal die Lotgerade durch den Punkt [mm] $Q=\begin{pmatrix} -2 \\ 5 \\ 7 \end{pmatrix}$ [/mm] mit dem Normalenvektor von E aufgestellt.
damit: $h: [mm] \vec{x_0}=\begin{pmatrix} -2 \\ 5 \\ 7 \end{pmatrix}+\lambda\cdot\begin{pmatrix} -2 \\ -4 \\ -6 \end{pmatrix}$ [/mm]
jetzt setzt man die einzelnen Zeilen [mm] $x_1,y_1,z_1$ [/mm] von $h:$ für das $x y und z$ in der Gleichung $E:$ ein
$E: -2x-4y-6z=-2$

$ [mm] -2(-2-2\lambda)-4(5-4\lambda)-6(7-6\lambda)=-2$ [/mm]

$ 56s=56$

[mm] $\lambda=1$ [/mm]

Einsetzen von $1$ in $h$
$h: [mm] \vec{x_0}=\begin{pmatrix} -2 \\ 5 \\ 7 \end{pmatrix}+1\cdot\begin{pmatrix} -2 \\ -4 \\ -6 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} -4 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}$ [/mm]

Bezug
                                        
Bezug
Lotfußpunkt bestimmen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:58 Mi 08.02.2012
Autor: KarlMarx

Yup, so ist das richtig.

Nur ist mir nicht ganz klar, woher das [mm]s[/mm] in Deiner viertletzten Zeile kommt:

> [mm]56s=56[/mm]

Das muss natürlich
[mm]56\lambda=56[/mm]
lauten.

Und zum Ergebnis: Denke daran, dass [mm]\begin{pmatrix} -4 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}[/mm] nicht der Lotfußpunkt, sondern sein Ortsvektor ist. Du musst in Deiner Antwort also den Punkt angeben: [mm]L (-4\,/\,1\,/\,1)[/mm].

Gruß - Kalle.

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