Lösungswege Mathematik Oberstufe 6, Schülerbuch

202 Ebenen im Raum > Lagebeziehungen von Geraden und Ebenen Lagebeziehung zwischen Gerade und Ebene bestimmen G Schnittpunkt(Objekt, Objekt) Schnittpunkt(2x + 3y – 1 = 7, X = (1, 2, 3) + λ · (1, 1, 1)) S = (1, 2, 3) C Main-Anwendung → Gleichung aufstellen → solve T Gleichung aufstellen → solve Bestimme die Lagebeziehung (und gegebenenfalls den Schnittpunkt) der Ebene a und der Geraden g. a) ​a : − 2x + 4y − z = 2​, g: x-Achse d) ​a : X = ​(​ 2 1 ​ 3 ​) ​+ s · ​( ​ 0 ​ − 2​ − 1 ​) ​+ t · ​( ​ 1 3 ​ 2 ​)​, ​g : X = ​( ​ 2 ​ − 1 ​ 2 ​) ​+ r · ​(​ 1 1 ​ 1 ​)​ b) ​a : 2x − 1y = 1​,​g:X = ​( ​ 1 1 ​ 3 ​) ​+ r· ​( ​ 1 2 ​ 0 ​)​ e) ​a : X = ​( ​ 0 1 ​ 2 ​) ​+ s · ​(​ − 1 2 ​ ​ − 1 ​) ​+ t · ​( ​ 1 3 ​ 1 ​)​, ​g : X = ​( ​ 0 6 ​ 2 ​) ​+ r · ​(​ − 2 3 ​​ 2 ​)​ c) ​a : x + 3y − z = 1​, g: z-Achse f) ​a : 2x − 18y + z = 45​, ​g : X = ​(​ 3 4 ​ 1 ​) ​+ r · ​(​ − 1 0 ​ ​ 2 ​)​ Bestimme die Lagebeziehung und gegebenenfalls den Schnittpunkt S der Ebene a und der Geraden g ohne Berechnung. a) ​a:X = ​(​ 2 1 ​ 3 ​) ​+ s ​( ​ 0 0 ​ 3 ​) ​+ t ​( ​ 1 3 ​ 2 ​)​, ​g : X = ​(​ 2 1 ​ 3 ​) ​+ r ​(​ 0 0 ​ 1 ​)​ b) ​a:X = ​(​ 0 0 ​ 0 ​) ​+ s ​( ​ 0 0 ​ − 1 ​) ​+ t ​(​ 0 1 ​ 0 ​)​, ​g : X = ​( ​ 1 6 ​ 2 ​) ​+ r ​( ​ 0 1 ​ − 1 ​)​ Winkel zwischen Ebene und Gerade Der Schnittwinkel zwischen Gerade und Ebene wird in zwei Schritten bestimmt: 1) Bestimmung des Winkels ​β ​zwischen dem Richtungsvektor ​⇀a​der Geraden und dem Normalvektor ​⇀n​der Ebene. 2) Berechnung des Komplementärwinkels zu ​β ​(Ergänzung auf 90°). Der Komplementärwinkel ​α ​ist der gesuchte Schnittwinkel. Bestimme den Schnittwinkel zwischen der Ebene e und der Geraden g. ​e : − 2x + y + 3z = 12​ g​ : X = ​( ​ 1 ​ − 2 ​ 1 ​) ​+ s · ​( ​ 2 ​ − 1 ​ 2 ​)​ Bestimmung des Schnittwinkels ​β ​zwischen Normalvektor von e und Richtungsvektor von g: ​cos​(β) ​= ​ ​(​ − 1 1 ​ ​ 3 ​) ​· ​( ​ 2 ​ − 1 ​ 2 ​)​ _ ​|​(​ − 2 1 ​ ​ 3 ​)​| ​· ​|​( ​ 2 ​ − 1 ​ 2 ​)​|​ ​= ​ 1 _ ​9 14 ​· ​9 _ 9 ​ ​ ≈ 0, 089 ⇒ β ≈ 84, 89° α = 90° − β ≈ 5, 11°​ Schnittwinkel: ​α ≈ 5, 11°​ Bestimme den Schnittwinkel zwischen der Ebene e und der Geraden g. a) ​e : − x − y + 2z = 1​; ​g : X = ​( ​ 1 6 ​ 1 ​) ​+ s · ​( ​ 3 ​ − 1 ​ 5 ​)​ c) ​e : − 3y + z = 1​; ​g : X = ​( ​ 1 5 ​ 0 ​) ​+ s · ​(​ − 3 1 ​ ​ 2 ​)​ b) ​e : z = 0​; ​g : X = ​( ​ 1 6 ​ 1 ​) ​+ s · ​(​ 1 1 ​ 1 ​) ​ d) ​e : X = ​( ​ 1 5 ​ − 2 ​) ​+ s · ​( ​ 2 ​ − 3 ​ 5 ​) ​+ t · ​( ​ 2 1​ − 1 ​)​; ​g : X = ​( ​ 1 6 ​ 1 ​) ​+ r · ​( ​ 3 ​ − 1 ​ 5 ​)​ Technologie Ó Technologie Darstellung ​+​ Anleitung Schnittpunkt Gerade-Ebene 8ip8su 800 801 Ó Arbeitsblatt Lagebeziehung Gerade-Ebene 63j2z4 e g β α = 90° – β _ À n _ À a Muster 802 Ó Technologie Anleitung Schnittwinkel Gerade-Ebene qi2r6y 803 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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