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Für die gegenseitige Lage zweier Ebenen E und E * gibt es drei Möglichkeiten. 1. ) Die beiden Ebenen sind identisch, d. h. sie haben unendlich viele Punkte gemeinsam. 2. ) Die beiden Ebenen schneiden sich in einer Schnittgerade, auch hier haben sie unendlich viele Punkte gemeinsam. Schnittgerade zweier Ebenen in Parameterform - OnlineMathe - das mathe-forum. 3. ) Die beiden Ebenen sind parallel, d. sie haben keine Punkte gemeinsam. Der Einfachheit halber soll im Folgenden der erste (wenig interessante) Fall ausgeschlossen sein, d. es werden zwei verschiedene Ebenen betrachtet. Die verbleibenden Möglichkeiten lassen sich durch Einsetzen / Gleichsetzen der beiden Ebenengleichungen unterscheiden: 1. ) Beide Ebenen in Parameterform gegeben: Gleichsetzen der Ebenengleichungen liefert ein lineares Gleichungssystem mit 4 unbekannten Parametern und drei Gleichungen. Falls sich beim Auflösen eine falsche Aussage ergibt, so hat das Gleichungssystem keine Lösung, d. die Ebenen sind parallel. Falls sich das Gleichungssystem lösen läßt, kann man einen Parameter frei wählen und die anderen Parameter durch diesen ausdrücken.
Einsetzen in eine der Ebenengleichungen liefert dann eine Geradengleichung. Die Rechnung ist ziemlich aufwändig, deshalb wird hier auf ein Beispiel verzichtet. 2. ) Beide Ebenen in Koordinatenform gegeben: Beide Koordinatengleichungen ergeben zusammen ein lineares Gleichungssystem mit zwei Gleichungen und 3 Variablen. Falls das Gleichungssytem Lösungen besitzt, schneiden sich die Ebenen in einer Schnittgerade; falls nicht, sind sie parallel. Schnittgerade zweier ebenen in parameterform. Beispiel: E: x 1 - 2x 2 + x 3 = 3 E *: 2x 1 - 4x 2 + 2x 3 = 5 Multipliziert man die erste Gleichung mit - 2 und addiert sie zur zweiten Gleichung, so erhält man als Ergebnis 0 = - 1 (falsche Aussage). Die beiden Ebenen sind folglich parallel. 3. ) Eine Ebene in Koordinatenform, eine in Parameterform gegeben: Die Koordinaten der Ebene in Parameterform werden einzeln mithilfe der Parameter ausgedrückt und in die Koordinatengleichung der anderen Ebene eingesetzt. Auch hier gilt: Falls die sich ergebende Gleichung keine Lösung besitzt, sind die Ebenen parallel, andernfalls gibt es eine Schnittgerade.
Wir wandeln uns die zweite Ebene auch in eine Koordinatenform um [-1, 0, 2] X [1, 1, -1] = [-2, 1, -1] x * [-2, 1, -1] = [-1, 2, 1] * [-2, 1, -1] -2x + y - z = 3 Nun suchen wir die Schnittgerade mit 2x - 3y + z = 4 Die Schnittgerade verläuft orthogonal zu beiden Normalenvektoren der Ebenen. Daher bilde ich hier das Kreuzprodukt. [-2, 1, -1] X [2, -3, 1] = [-2, 0, 4] = 2 * [-1, 0, 2] Nun brauche ich noch einen Punkt der Geraden. Den erhalte ich wenn ich in beiden Ebenengleichungen z = 0 setze und das entstehende LGS löse. -2x + y = 3 2x - 3y = 4 Lösung ist hier x = -3, 25 und y = -3, 5 Also lautet eine Geradengleichung z:B. g: x = [-3. Schnittgerade zweier Ebenen in Parameterform bestimmen | Schnitte - YouTube. 25, -3. 5, 0] + r * [-1, 0, 2] Eine Parameterdarstellung der Ebene E1 erhalten wir wenn wir uns 3 Koorninaten ausdenken, die in der Ebene liegen. Dazu setze ich paarweise xy, xz und yz auf Null. Ich erhalte die Punkte: 2x - 3y + z = 4 [2, 0, 0], [0, -4/3, 0], [0, 0, 4] Nun stelle ich eine Parameterform über diese drei Punkte auf E: x = [2, 0, 0] + r * [-2, -4/3, 0] + s * [-2, 0, 4]
Schnittgerade mit dem TI nspire CX – beide Ebenen in Parameterform - YouTube
[1. 5, 0, 0] + r·[-1. 5, 6/11, 0] + s·[-1. 5, 0, 2/3] = [9, 0, 0] + t·[-9, 9/14, 0] + u·[-9, 0, 1. 5] Die 2. Zeile lautet 6/11·r = 9/14·t t = 28/33·r Die 3. Zeile lautet 2/3·s = 1. 5·u u = 4/9·s Setzten wir das ein und schreiben die erste Zeile auf. 1. 5 - 1. Bestimmung der gegenseitigen Lage von Ebenen. 5·r - 1. 5·s = 9 - 9·t - 9·u 1. 5·s = 9 - 9·(28/33·r) - 9·(4/9·s) s = 3 - 27/11·r Das können wir jetzt in die Linke Seite einsetzen [1. 5, 6/11, 0] + (3 - 27/11·r)·[-1. 5, 0, 2/3] = [24/11 ·r - 3, 6/11 ·r, 2 - 18/11 ·r] = [-3, 0, 2] + r·[24/11, 6/11, -18/11] Natürlich könnte man auch den Richtungsvektor noch mit 11 multiplizieren und durch 6 teilen um ihn schöner zu machen = [-3, 0, 2] + r·[4, 1, -3]
Gruß Shipwater 16:59 Uhr, 03. 2012 E 1 = x → = ( 8 0 2) + r ⋅ ( - 4 1 1) + s ⋅ ( 5 0 - 1) - 18 5 = - 1 5 x 1 + 9 5 x 2 - x 3 Und jetzt? 17:00 Uhr, 03. 2012 ist falsch. 17:04 Uhr, 03. 2012 Entschuldige bitte, dass man sich verrechnen kann;-) es muss - 18 5 = - 1 5 x 1 + 1 5 x 2 - x 3 sein;-) 17:08 Uhr, 03. 2012 Kreuzprodukt von den Richtungsvektoren gibt - 1 | 1 | - 5 dann mit OV als Skalarprodukt ergibt bei mir - x + y - 5 z = - 18 17:20 Uhr, 03. 2012 Wollte ja aber eben nicht erst in Koordiantenform umwandeln;-) Aber trotzdem danke. 17:22 Uhr, 03. 2012 Dann wie bei Shipwater, allerdings hat das den Nachteil, dass wenn nicht so viele Nullen bzw. keine Nullen da sind, das schwieriger wird. 17:34 Uhr, 03. 2012 "Schwierig" ist der falsche Begriff, besser "rechenlastig". Genauso gut kann man die Lösung durch Gleichsetzen der Parametergleichungen manchmal aber auch fast ohne jegliche Rechnung ermitteln, kommt halt immer auf den genauen Fall an. Hier muss jeder selbst entscheiden, welches Verfahren er am besten findet.
Hallo exodria, eine Gerade ist durch zwei Punkte eindeutig bestimmt. Du benötigst also nur zwei Punkte, die beiden Ebenen angehören. Die hast du bereits, wenn du zwei verschiedene Tripel (x, y, z) findest, die das Gleichungssystem -ax+y+2z=2 -2x+2y+az=3 Aus diesem System können wir noch eine Variable eliminieren, mit fällt dabei y ins Auge. Wenn wir die erste Gleichung mit (-2) multiplizieren und zur zweiten Gleichung addieren, erhalten wir (2a-2)x + (a-4) z = -1. Jetzt suchen wir uns irgendeinen einfachen x- oder z-Wert aus: Wenn x=0 wäre, dann gilt (falls a NICHT 4 ist) z=\( \frac{1}{4-a} \) Wenn man dieses x und dieses z in eine der beiden (z. B. in die erste) Gleichung einsetzt, erhält man y+ 2\( \frac{1}{4-a} \)=2 und daraus y=\( \frac{6-2a}{4-a} \), Ein erster gemeinsamer Punkt beider Ebenen ist also (0|\( \frac{6-2a}{4-a} \)|\( \frac{1}{4-a} \)),. Einen zweiten Punkt findest du, wenn du in (2a-2)x + (a-4) z = -1 beispielsweise z=0 wählst und daraus das zugehörige x und dann das passende y ausrechnest.