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Forum "Geraden und Ebenen" - Winkel zw. Ebene und Gerade
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Winkel zw. Ebene und Gerade: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:54 Mi 06.02.2008
Autor: Loon

Aufgabe
Bestimmen Sie den Winkel zwischen den Ebenen
E1: [mm] \vec{x} [/mm] = x1 + [mm] \bruch{2}{3} [/mm] x3 = -5

E2: [mm] \vec{x} [/mm] = 59x1 - 81x2 + 84x3

Bestimmen Sie den Winkel zwischen der Ebene

E: [mm] \vec{x} [/mm] = x1 + [mm] \bruch{2}{3} [/mm] x3 = -5
und der Geraden

g: [mm] \vec{x} [/mm] = [mm] \vektor{5\\-1.5432\\0} [/mm] + [mm] \lambda\vektor{-\bruch{2}{3}\\0.55144\\1} [/mm]

Hallo,

ich brauche mal wieder Hilfe! ;-)

Zur ersten Aufgabe (Winkel zwischen zwei Ebenen):

Wir haben dieses Thema im Unterricht noch nicht behandelt, aber trotzdem eine Hausaufgabe dazu aufbekommen, also habe ich mir einfach eine Formel aus dem Buch gesucht und wollte mal wissen, ob das so stimmt:

cos [mm] (\alpha) [/mm] = [mm] \bruch{Betrag des Skalarprodukt der Normalenvektoren der Ebene}{Betrag des Produkts der Normalenvektoren} [/mm]

In diesem Fall also
[mm] cos(\alpha) [/mm] = [mm] \bruch{\vektor{1\\0\\2/3}*\vektor{59\\-81\\84}}{\vektor{1\\0\\2/3}\vektor{59\\-81\\84}} [/mm] = 0.73

Daraus folgt: [mm] \alpha [/mm] = 42.96°

Um Nenner und Zähler des Bruches gehören noch Betragsstriche, ich habe die bei den Symbolen nicht gefunden!

Für die Berechnung des Winkels zwischen der Geraden und der Ebenen gibt es in unserem Buch keine Formel.
Muss ich vielleicht die gleiche Formel wie oben nehmen und anstelle des zweiten Normalenvektors einfach den Richtungsvektor mit [mm] \lambda [/mm] einsetzen?

Vielen Dank schon mal!:-)



        
Bezug
Winkel zw. Ebene und Gerade: gute Ansätze
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:02 Mi 06.02.2008
Autor: Roadrunner

Hallo Loon!


Die Ansätze sind sehr gut und Deine Rechnung auch richtig. Alleerdings muss es im Nenner der Formel heißen: [mm] $\text{Produkt aus den Beträgen der Normalvektoren}$ [/mm] .


Für die Aufgabe Gerade / Ebene nimmst Du einfach anstelle des [mm] $\cos$ [/mm] den [mm] $\sin$ [/mm] in der Formel. Denn schließlich schleießn Normalenvektor der Ebene und Richtungsvektor der Gerade nicht den gesuchten Schnittwinkel ein, sondern lediglich den Ergänzungswinkel zu 90°.

Von daher nimmt man dann den [mm] $\sin$ [/mm] , da ja auch gilt: [mm] $\cos(90°-\alpha) [/mm] \ = \ [mm] \sin(\alpha)$ [/mm] .


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                
Bezug
Winkel zw. Ebene und Gerade: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:09 Mi 06.02.2008
Autor: Loon

Hallo, vielen Dank für die schnelle Antwort! :-)

Ok, das mit dem Sinus ergibt einen Sinn. Allerdings weiß ich noch nicht genau, welche Vektoren ich dann einsetze. Nehme ich den Normalenvektor und den Richtungsvektor der Geradengleichung?

Lg!

Bezug
                        
Bezug
Winkel zw. Ebene und Gerade: genau!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:11 Mi 06.02.2008
Autor: Roadrunner

Hallo Loon!


[daumenhoch] Genau so!


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                                
Bezug
Winkel zw. Ebene und Gerade: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:56 Mi 06.02.2008
Autor: Loon

Hallo,

Ich habe die Aufgabe jetzt mal mit dem Sinus durchgerechnet. Als Ergebnis erhalte ich 0, also ist der Winkel zwischen Gerade und Ebene auch 0°.
Kann das sein? Heißt das dann, dass die Gerade in der Ebene liegt?

Loon

Bezug
                                        
Bezug
Winkel zw. Ebene und Gerade: parallel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:58 Mi 06.02.2008
Autor: Roadrunner

Hallo Loon!


Den Winkel hast Du richtig ermittelt. Aber setz' doch mal den Stützpunkt der Geraden in die Ebenengleichung ein. Da der Punkt nicht in der Ebene liegt, ist die Gerade parallel zur Ebene (und nicht in ihr).


Gruß vom
Roadrunner


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