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Wenn ihr die Normalenform gegeben habt, und ihr sollt die Parameterform bestimmen, müsst ihr zunächst die Normalenform zur Koordinatenform umwandeln und dann die Koordinatenform zur Parameterform. Schritt 1: Normalenform zur Koordinatenform Normalenform zu Koordinatenform Löst die Klammer in der Normalenform auf, indem ihr einfach den Normalenvektor mal den x-Vektor, minus den Normalenvektor mal den Aufpunkt rechnet Rechnet dies mit dem Skalarprodukt aus und ihr seid fertig. Schritt 2: Koordinatenform zur Parameterform Koordinatenform zu Parameterform Koordinatenform nach x 3 auflösen x 1 und x 2 gleich λ und μ setzen Alles in die Parameterform einsetzen Weitere Umformungen Parameterform zu Normalenform Normalenform zu Koordinatenform Parameterform zu zu Parameterform Koordinatenform zu Normalenform
Von der Parametergleichung zur Normalengleichung: In diesem Beitrag wird an einem Beispiel gezeigt, wie sich eine Ebene in Parametergleichung / Punktrichtungsform in eine Normalengleichung / Normalenform umwandeln lässt. Die Aufgabe besteht also darin, eine Parametergleichung einer Ebene in eine Normalengleichung umzuwandeln. Parametergleichung - Ebenengleichungen einfach erklärt | LAKschool. Den Stützvektor → a aus der gegeben Parametergleichung können wir direkt in die Normalengleichung übernehmen. Der Normalenvektor → n 0 muss senkrecht zur Ebene, also senkrecht zu den beiden Richtungsvektoren → u und → v aus der Parametergleichung stehen. Betrachten wir als Beispiel die folgende Parametergleichung In einem ersten Schritt übertragen wir den Stützvektor, der ja für einen Punkt aus der Ebene steht, in die Normalengleichung und gelangen damit zunächst zur folgenden Darstellung Das der Normalenvektor → n 0 senkrecht zu den beiden Richtungsvektoren verläuft, bedeutet natürlich, dass das Skalarprodukt von → n 0 mit den beiden Richtungsvektoren jeweils Null ergibt.
Dazu benötigen wir das Kreuzprodukt. Wie man dieses ausrechnet zeigt die nächste Grafik. 2. Danach brauchen wir nur noch den Ortsvektor von der Parameterform. Dies ist nichts anderes als der Punkt vorne in der Ebenengleichung. 3. Mit dem Normalenvektor vom Kreuzprodukt und dem Punkt der Ebenengleichung bilden wir die Ebene in Normalenform. Anzeige: Parametergleichung in Normalenform Beispiel Sehen wir uns ein Beispiel an. Beispiel 1: Ebene umwandeln Wandle diese Parametergleichung in Normalenform um. Lösung: Wir bilden das Kreuzprodukt mit der oben angegeben Gleichung und rechnen den Normalenvektor n aus. Danach nehmen wir uns noch den Punkt (2;3;4). Parametergleichung in Normalengleichung. Mit beidem bilden wir die Ebene in Normalenform. Aufgaben / Übungen Ebenengleichungen umwandeln Anzeigen: Video Ebene umwandeln Erklärung und Beispiel Wir haben noch kein Video zu diesem Thema, sondern nur zu einem ähnlichen Fall. Im nächsten Video sehen wir uns die Umwandlung von einer Ebene in Koordinatenform in Parameterform an. Zum Inhalt: Allgemeine Informationen Beispiel 1 Beispiel 2 Ich empfehle die Aufgaben noch einmal komplett selbst zu rechnen.
Beschreiben wir den Normalenvektor durch die drei Koordinaten x, y, z führt das auf diese beiden Gleichungen Rechnen wir die Skalarprodukte aus und schreiben die Gleichungen untereinander, so ergibt das ein Gleichungssystem aus zwei Gleichungen mit drei Unbekannten Die erste Gleichung ergibt notwendig y = 0. Die zweite Gleichung hat mehr als eine Lösung. Da wir nur eine benötigen, können wir einen der beiden Parameter – entweder x oder z frei wählen. Wählen wir z. B. z = 5 so ist zwangsläufig x = 3. Damit ist also ein möglicher Normalenvektor (eine Probe würde schnell bestätigen, dass die entsprechenden Skalarprodukte mit den beiden Richtungsvektoren aus der Parametergleichung jeweils Null ergeben). Tipp: Man kann natürlich auch einen Normalenvektor von Hand oder mit einem Taschenrechner berechnen, indem man das Kreuzprodukt (Vektorprodukt) → u x → v der beiden Richtungsvektoren bildet. Insgesamt erhaltet wir somit die folgende Normalenform für die vorliegende Ebene Man mache sich klar, dass es unendlich viele äquivalente Normalengleichungen für ein und dieselbe Ebene gibt – man braucht ja dafür bloß einen Punkt aus der Ebene (wovon es unendlich viele gibt) und einen zur Ebene senkrechten Vektor (auch davon gibt es unendlich viele)!
Geschrieben von: Dennis Rudolph Montag, 08. Juni 2020 um 18:25 Uhr Die Umwandlung einer Ebene von einer Parametergleichung in Normalenform sehen wir uns hier an. Dies sind die Themen: Eine Erklärung, wie man Ebenen umwandelt. Beispiele für die Umwandlung von Parameterdarstellung in Normalenform. Aufgaben / Übungen zum Umwandeln von Ebenen. Ein Video zur Ebenenumwandlung. Ein Frage- und Antwortbereich zu diesem Gebiet. Tipp: Um diese Ebenenumwandlung durchzuführen braucht ihr das Kreuzprodukt. Dieses behandeln wir hier auch gleich noch. Falls ihr noch mehr darüber wissen wollt oder nicht alles versteht werft zusätzlich noch einen Blick in Kreuzprodukt / Vektorprodukt. Parametergleichung in Normalenform Erklärung In der analytischen Geometrie geht es manchmal darum eine Gleichung einer Ebenen umzuformen. Hier sehen wir uns an wie man von einer Ebenengleichung in Parameterform in eine Ebenengleichung in Normalenform kommt. Sehen wir uns die Vorgehensweise an. Vorgehensweise: 1. Wir nehmen die beiden Richtungsvektoren der Ebene und bilden einen Normalvektor.
Lesezeit: 2 min Wie dies geht, haben wir bereits bei Umwandlung von Parameterform in Koordinatenform geklärt. Hier sei der Weg noch einmal dargestellt: Gegebene Normalenform: ((x | y | z) - (0 | 2 | -1)) · (-12 | -11 | -5) = 0 (X - A) · N = 0 Wir können ablesen: A = (0 | 2 | -1) N = (-12 | -11 | -5) Mit dem Normalenvektor N und dem Vektor A können wir die Koordinatenform aufstellen: Koordinatenform: X · N = A · N X · (-12 | -11 | -5) = (0 | 2 | -1) · (-12 | -11 | -5) | rechts das Skalarprodukt berechnen (x | y | z) · (-12 | -11 | -5) = 0*(-12) + 2*(-11) + (-1)*(-5) (-12)·x + (-11)·y + (-5)·z = -17 bzw. -12·x - 11·y - 5·z = -17
Habt ihr die Parameterform einer Ebene gegeben und möchtet die Normalenform haben, geht ihr so vor: Normalenvektor berechnen, durch das Kreuzprodukt der beiden Spannvektoren Aufpunkt auswählen, dazu könnt ihr einfach den von der Parameterform nehmen, dies ist einfach irgendein Punkt, der auf der Ebene liegt dann nur noch den Normalenvektor und Aufpunkt in die Normalenform einsetzen Gegebensei die Ebene in Parameterform: 1. Berechnet den Normalenvektor durch das Kreuzprodukt der beiden Spannvektoren: 2. Nehmt einfach denselben Aufpunkt wie bei der Parameterform so müsst ihr hier nichts machen. 3. Setzt alles in die Formel der Normalenform ein:
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