Lösungswege Mathematik Oberstufe 6, Schülerbuch

208 12.5 Abstandsberechnungen Lernziele: º Abstand zwischen Punkt und Ebene bestimmen können º Abstand zwischen Punkt und Gerade bestimmen können º Abstand zwischen einer Ebene und einer parallelen Geraden bestimmen können º Abstand zwischen zwei Geraden bestimmen können º Abstand zwischen zwei Ebenen bestimmen können Der Abstand zweier Objekte im ​ℝ ​3 ​ist immer als der kleinste Abstand (=​ ​Normalabstand) zwischen diesen beiden Objekten definiert. Abstand zwischen Punkt und Ebene bestimmen Wenn man den Abstand zwischen einem Punkt und einer Ebene berechnen will, geht man folgendermaßen vor: Aufgabe: ​P = (− 1​|​3​|​−2​) 90° P Normalabstand d e Bestimme den Abstand d zwischen P und e. ​e : 2x − y + 3z = 3​ Vorgehensweise: Mit Hilfe des Normalvektors ​⇀n​von e stellt man eine normale Gerade g durch den Punkt P auf. Dann schneidet man g und e um den Schnittpunkt S zu erhalten. ​| ​⇀SP​ | ​ist der Abstand d. e S †SP† = d P n n g Schritt 1: Man bestimmt den Normalvektor von e. ​⇀n ​ = ​( ​ 2 ​ − 1 ​ 3 ​)​ Schritt 2: Man bestimmt die Gerade g, die normal auf e steht und durch den Punkt P geht. ​g : X = ​( ​ − 1 3 ​ ​ − 2 ​) ​+ s · ​( ​ 2 ​ − 1 ​ 3 ​)​ Schritt 3: Man berechnet den Schnittpunkt S der Geraden g mit der Ebene e. ​2 (− 1 + 2s) − (3 − s) + 3 (− 2 + 3s) = 3 ⇒ s = 1 ⇒ S = (1​|​2​|​1​) Schritt 4: Man berechnet ​| ​⇀SP​ |​. ​d = ​| ​⇀SP​ | ​ = ​9 _ 14​… Abstand P von e Bestimme den Abstand zwischen dem Punkt P und der Ebene e. a) ​a : − 2x + 3y − z=5​,​P=(− 3​|​4​|​−1)​ d) ​a : − x=1​,​P=(− 2​|​2|3​) b) ​a : − 3x + y − z = 0​,​P = (0​|​1|1​) e) ​a : x + y = 5​, ​P = (0​|​1​|​4​) c) ​a : − x − 2y − 2z = 1​,​P = (− 7​|​−3​|​−3)​ f) ​a : 3x + y − 3z = 15​, ​P = (5|15​|​5​) A, B und C sind die Eckpunkte der Grundfläche eines Tetraeders mit der Spitze S. Bestimme die Höhe und das Volumen des Tetraeders. a) ​A = (− 1​|​2​|​3)​, ​B = (− 3​|​−5​|​1)​, ​C = (− 3|−2​|​−1)​, ​S = (3​|​6​|​9​) b) ​A = (1​|​−4​|​2)​, ​B = (4​|​−1​|​1)​, ​C = (− 5​|​2|−3)​, ​S = (− 3​|​2​|​1)​ c) ​A = (1​|​2​|​0)​, ​B = (4​|​−5​|​0)​, ​C = (2​|​−2​|​0)​, ​S = (0​|​−3​|​6)​ Kompetenzen 824 Ó Technologie Anleitung Abstand PunktEbene bestimmen 2nf6nb A S C B 825 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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