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04. 09. 2012, 18:07 skywalker123 Auf diesen Beitrag antworten » Windschiefe Geraden - minimaler Abstand Meine Frage: Hallo, ich wollte mal fragen, ob mir einer erklären kann, wie man im Allgemeinen den minimal Abstand von zwei windschiefen Vektoren ausrechnet? Wäre auch top, wenn jemand auch gleich ein Beispiel machen könnte. Vielen Dank Meine Ideen: keine Idee, wollte aber auch erst eine allgemeine Erklärung haben 04. 2012, 19:21 opi Die Frage ist sehr allgemein gehalten und leider gibst Du auch nicht an, wie groß Dein Kenntnisstand im Bereich der analytischen Geometrie bereits ist. Hier findest Du einen Rechenweg. Minimaler Abstand zweier windschiefer Geraden - OnlineMathe - das mathe-forum. Wenn sich konkrete Fragen ergeben, kannst Du sie danach gerne stellen. Vektoren können nicht windschief sein, Du meinst sicher Geraden. Ich habe den Titel geändert. 04. 2012, 19:57 Skywalker123 Minimaler Abstand ich habe das noch nie ausgerechnet. Aber wir müssen das an einer Aufgabe anwenden. Könntest du mir das an einem kleinen Beispiel berechnen? (so lerne ich am besten) Wäre echt super Danke 04.
Den Abstand Punkt Gerade kann man auf mehrere Arten berechnen. Für eine der Möglichkeiten verwendet man grafischen Taschenrechner (also GTR oder CAS). Minimaler Abstand zweier geplotteter Kurven - Mein MATLAB Forum - goMatlab.de. Man schreibt die Gerade in Punktform um (stellt also einen laufenden Punkt auf) und bestimmt den Abstand von diesem laufenden Punkt zum Ausgangspunkt (in Abhängigkeit vom Parameter). Diesen Abstand gibt man als Funktion in den Taschenrechner ein und bestimmt davon das Minimum. Der y-Wert des Minimums ist der gesuchte minimale Abstand.
Beim Zeichnen meiner Composite Curves in Figure 2 ( im Code kommentiert) entsteht bei mir folgendes Problem. Zum einen darf die blaue Kurve niemals über der roten Kurve liegen und diese weder schneiden noch berühren. Dass die blaue Kurve derzeit über der roten Kurve liegt, hängt wohl mit meiner einfachen Auftragung zusammen. Ziel ist es jetzt, den sogenannten Pinchpoint automatisiert finden zu lassen. Der Pinchpoint ist der minimal mögliche Abstand in y-Richtung ( blaue darf rote nicht überschreiten, berühren oder kreuzen! ). Zudem soll das Programm die blaue Kurve dann dementsprechend in x-Richtung verschieben. Ich habe angefangen, es mit Polynomen für die Kurven zu probieren, allerdings habe ich den Bogen noch nicht raus. Verfasst am: 11. 2014, 15:52 Ich habe mal ein Beispiel geschrieben wie ich es mir vorstelle: close clc t= [ 1 2 3 4 5 6 7 8]; d1= [ 7 7. 2 7. 6 7. Abstand Punkt Gerade, minimaler Abstand, GTR, CAS, Taschenrechner | Mathe-Seite.de. 7 7. 1 7. 9 8]; d2= [ 7. 3 7. 5 7. 9 8 7. 9 8. 5]; plot ( t, d1, ' r ', t, d2, ' b ') pause ( 2) [ w, ix] = min ( d2-d1); plot ( t, d1+w, ' r ', t, d2, ' b ') Verfasst am: 11.
Ergebnisse Für $u=2{, }5$ ist die Länge der Strecke $\overline{PQ}$ am kleinsten, und es gilt: $\overline{PQ}_{\text{min}}=d(2{, }5)=4{, }5 \text{ LE}$ (Längeneinheiten). In der Aufgabenstellung war in diesem Fall nicht nach den Koordinaten von $P$ und $Q$ gefragt. Da dies manchmal Teil der Aufgabe ist, werden sie hier zusätzlich berechnet: $y_P = f(2{, }5) = 6{, }125 \Rightarrow P(2{, }5|6{, }125)$; $y_Q = g(2{, }5) = 1{, }625 \Rightarrow Q(2{, }5|1{, }625)$ Beispiel 2: Schnittpunkte und Randextrema Gegeben sind die Funktionen $f$ und $g$ mit den Gleichungen $f(x)=0{, }5x^2-4x+10$ und $g(x)=-1{, }5x^2+6x+2$. Die Gerade $x=u$ ($0{, }5\leq u\leq 5$) schneidet den Graphen von $f$ im Punkt $P$ und den Graphen von $g$ im Punkt $Q$. Berechnen Sie die Koordinaten von $P$ und $Q$ so, dass die Länge der Strecke $\overline{PQ}$ maximal ist. Bestimmen Sie auch die maximale Streckenlänge. Die Graphen schneiden sich in den Punkten $S_1(1|6{, }5)$ und $S_2(4|2)$. Auch hier gilt wieder, dass die Schnittpunkte üblicherweise in einer vorangehenden Teilaufgabe ermittelt werden sollen.
Daraus entsteht ein Gleichungssystem, mit dessen Lösung sich die Koordinaten der Fußpunkte berechnen lassen. Man erstellt allgemein den Verbindungsvektor $\overrightarrow{F_gF_h}$, der zunächst noch die Parameter der Geraden enthält. Aus den Bedingungen $\overrightarrow{F_gF_h}\cdot \vec u=0$ und $\overrightarrow{F_gF_h}\cdot \vec v=0$ berechnet man mithilfe eines Gleichungssystems die Parameter und somit die Fußpunkte $F_g$ und $F_h$. Der Abstand der windschiefen Geraden beträgt $d=\left|\overrightarrow{F_gF_h}\right|$. Beispiel Aufgabe: Gegeben sind die windschiefen Geraden $g\colon \vec x=\begin{pmatrix}-7\\2\\-3\end{pmatrix}+r\, \begin{pmatrix}0\\1\\2\end{pmatrix}$ und $h\colon \vec x=\begin{pmatrix}-3\\-3\\3\end{pmatrix}+s\, \begin{pmatrix}1\\2\\1\end{pmatrix}$. Gesucht sind der Abstand der Geraden und die Fußpunkte des gemeinsamen Lotes. Lösung: Schritt 1: Die allgemeinen Geradenpunkte lauten $F_g(-7|2+r|-3+2r)$ und $F_h(-3+s|-3+2s|3+s)$.
Abstand der parallelen Geraden zur Ebene bestimmen (also hier: Abstand h zu Hilfsebene) Aus Gerade g und Gerade h wird die Hilfsebene gebildet. Dazu verwendet man den Stützvektor von g und die Richtungsvektoren von g und h: Um den Abstand eines Punktes, der auf Gerade h liegt, von diese Ebene zu bestimmen brauchen wir die Hessesche Normalenform (HNF) der Ebene. Um die zu erhalten müssen wir aber erst die Koordinatenform errechnen, für die wir wiederum einen Normalenvektor der Ebene brauchen. Der Normalenvektor wird mit Hilfe des Vektorprodukts aus den beiden Richtungsvektoren gebildet: Die Länge des Normalenvektors brauchen wir später für die HNF: Nun wird die Normalenform der Ebene gebildet, die wir dann einfach zur Koordinatenform umrechnen können: Das ganze ausmultiplizieren (mit Skalarprodukt) und man erhält die Koordinatenform: Koordinatenform geteilt durch den Betrag vom Normalenvektor ergibt die HNF: In die HNF muss man nun nur noch einen Punkt, der auf der Gerade h liegt, einsetzen.
2014, 16:47 Ich habe es mit deinen Werten einmal ausprobiert und mit denen funktioniert das ziemlich gut. Problem bei meinen Kurven allerdings ist, dass die Vektoren nicht immer dieselbe Dimension haben müssen. Bei mir entstehen prozessbedingt Kurven mit unterschiedlich vielen Temperaturintervallen, also auch mit unterschiedlich vielen Stützstellen, sodass das einfache subtrahieren der Werte nicht funktioniert:/ Danke trotzdem vielmals! Verfasst am: 11. 2014, 16:55 Zumal habe ich keine Werte zwischen den Stützstellen. Die Punkte sind in der Grafik nur durch Geraden verbunden ( plot-Befehl). Das erschwert das Ganze zusätzlich. Verfasst am: 12. 2014, 09:09 Das Plotten macht nichts anderes als linear zu interpolieren. D. h. in dem Anwendungsfall mit nicht äquidistanten Stützstellen gilt es vorher z. B. mit INTERP1 zu interpolieren. Beide Zeitreihen auf die selbe Frequenz natürlich. Einstellungen und Berechtigungen Beiträge der letzten Zeit anzeigen: Du kannst Beiträge in dieses Forum schreiben.
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