Gegeben sind die Ebene E:2x1−x2+3x3=7 und die Gerade
g:x=121+s⋅1−11,s∈R
- (a) Untersuchen Sie, ob die Gerade g die Ebene E schneidet, und bestimmen Sie gegebenenfalls den Schnittpunkt.
- (b) Bestimmen Sie den Schnittwinkel zwischen g und E.
Einsetzen der Geradengleichung in die Ebenengleichung:
2(1+s)−(2−s)+3(1+s)=7
2+2s−2+s+3+3s=7
3+6s=7
6s=4⇒s=32
Da eine eindeutige Lösung existiert, schneiden sich g und E.
Schnittpunkt: Einsetzen von s=32 in g:
S=1+322−321+32=353435
S(353435)
Kontrolle: 2⋅35−34+3⋅35=310−34+315=321=7 ✓
Der Schnittwinkel α zwischen Gerade und Ebene berechnet sich über den Richtungsvektor v=1−11 und den Normalenvektor n=2−13:
sin(α)=∣v∣⋅∣n∣∣v⋅n∣
v⋅n=1⋅2+(−1)⋅(−1)+1⋅3=2+1+3=6
∣v∣=1+1+1=3,∣n∣=4+1+9=14
sin(α)=3⋅146=426≈0,9258
α=arcsin(0,9258)≈67,8°
| Frage | Antwort |
|---|
| Lagebeziehung | Gerade schneidet Ebene |
| Schnittpunkt | S(35∣34∣35) |
| Schnittwinkel | α≈67,8° |