Mathematik verstehen 6, Schulbuch

181 9.4 Vektorprodukt und Normalprojektion in ℝ 3 9.49 Berechne mit Hilfe des Vektorprodukts den Flächeninhalt eines 1) Parallelogramms, 2) Dreiecks, das von den Vektoren ​→a ​und ​ → b​aufgespannt wird! a) ​→a ​= ​(– 2 1 – 2 1 3)​, ​ → b ​= ​(4 1 – 6 1 – 1) ​ c) ​→a ​= ​(1 1 2 1 3)​, ​ → b ​= ​(7 1 4 1 – 1)​ b) ​→a ​= ​(1 1 4 1 1)​, ​ → b ​= ​(8 1 2 1 – 7) ​ d) ​→a ​= ​(0 1 4 1 0)​, ​ → b ​= ​(3 1 2 1 6)​ 9.50 Von einem Quader kennt man drei Eckpunkte A, B, C der Grundfläche und die Höhe h. Zeige, dass die Grundfläche ABCD ein Quadrat ist und berechne die Eckpunkte E, F, G, H der Deckfläche des Quaders (2 Lösungen)! a) ​A = ​(– 3 1 2 1 7)​, ​B = ​(5 1 – 1 1 2)​, C = ​(9 1 8 1 3)​, ​h = 14​ b) ​A = ​(2 1 1 1 4)​, B = ​(10 1 2 1 – 1)​, C = ​(14 1 – 5 1 4)​, ​h = 9​ 9.51 Von einem geraden dreiseitigen Prisma kennt man die Eckpunkte A, B, C der Grundfläche und die Höhe h. Berechne die Eckpunkte D, E, F der Deckfläche des Prismas (2 Lösungen)! a) A = (4 1 1 1 –3),B = (1 1 0 1 1), C = (8 1 2 1 –11), h = 18 b) A = (2 1 3 1 0), B = (8 1 0 1 – 2), C = (– 2 1 – 3 1 4), h = 21 9.52 Von einem geraden dreiseitigen Prisma mit der Grundfläche ABC und der Deckfläche DEF kennt man A = (0 1 0 1 0), B = (2 1 7 1 –10), C = (–2 1 – 1 1 4) und D = (6 1 y 1 z). Berechne die Koordinaten der Eckpunkte D, E, F und das Volumen V des Prismas! Normalprojektion in ​ℝ 3​ L Die Normalprojektion ​→a​ b ​eines Vektors ​ →a​auf einen Vektor ​ → b​ist in ​ℝ 3​ analog zu ​ℝ 2 ​definiert. Wie in ​ℝ 2 ​kann man auch in ​ℝ 3 ​die folgende Formel herleiten: Satz (Betrag der Normalprojektion) Für alle von ​→o​verschiedenen Vektoren ​→a ​, ​ → b ​* ​ℝ 3 ​gilt: ​| ​→ a​ b ​|​ = ​ ​| ​→a ​· ​ → b ​|​ _ ​| ​ → b ​|​ ​ 9.53 Berechne den Betrag der Normalprojektion des Vektors ​→a​auf den Vektor ​ → b ​! a) ​→a ​= (2 1 2 1 0), ​ → b ​= (2 1 2 1 – 1) b) ​→a ​= (4 1 5 1 – 6), ​ → b ​= (0 1 4 1 – 3) 9.54 Berechne den Betrag der Normalprojektion des Vektors ​→a​auf den Vektor ​ → b​sowie den Betrag der Normalprojektion des Vektors ​ → b​auf den Vektor ​→a ​! a) ​→a ​= (6 1 3 1 2), ​ → b ​= (12 1 4 1 – 3) c) ​→a ​= (– 7 1 6 1 6), ​ → b ​ = (6 1 0 1 – 8) b) ​→a ​= (11 1 – 10 1 – 2), ​ → b ​= (0 1 3 1 0) d) ​→a ​= (1 1 – 4 1 8), ​ → b​= (14 1 – 5 1 – 2) 9.55 Ein Wagen wird durch eine schräg angreifende Kraft ​ → F​längs eines geraden Weges g bewegt (Koordinaten von ​ → F​in Newton). Berechne den Betrag der Kraftkomponente, die den Wagen in Richtung des Weges zieht! a) g: X = (1 1 1 1 1) + t · (2 1 2 1 1), ​ → F​= (1 200 1 1 000 1 800) b) g: X = (1 1 0 1 0) + t · (1 1 1 1 1), ​ → F ​= (1 100 1 1 500 1 1 200) A B C D E F φ ab a b AUFGABEN L g F Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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