Analytische Geometrie-Lagebeziehung-Punkt - Gerade
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Beispiel Nr: 09
$\begin{array}{l} \text{Gegeben:}
\vec{x} = \left( \begin{array}{c}
a_1 \\
a_2 \\
a_3 \\
\end{array}
\right) + \lambda
\left(
\begin{array}{c}
b_1 \\
b_2 \\
b_3 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Punkt: }C(c_1/c_2/c_3) \\
\text{Gesucht:}
\text{Liegt der Punkt auf der Geraden}
\\ \\ \textbf{Gegeben:} \\
\text{Gerade: }
\vec{x} =\left(
\begin{array}{c}
5 \\
7 \\
0 \\
\end{array}
\right) + \lambda
\left(
\begin{array}{c}
6 \\
8 \\
9 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Punkt: }C(9/9/0)
\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\
\text{Punkt - Gerade } \\
\vec{x} =\left(
\begin{array}{c}
5 \\
7 \\
0 \\
\end{array}
\right) + \lambda
\left(
\begin{array}{c}
6 \\
8 \\
9 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Punkt: }C(9,9,0) \\
\begin{array}{ccccc}
9&=&5&+6\lambda& \quad /-5 \\
9&=&7&+8\lambda & \quad /-7\\
0&=&0&+9\lambda & \quad /-0\\
\end{array} \\
\begin{array}{cccc}
4&=&6\lambda& \quad /:6 \quad \Rightarrow \lambda=\frac{2}{3} \\
2&=&8\lambda & \quad /:8 \quad \Rightarrow \lambda=\frac{1}{4} \\
0&=&9\lambda & \quad /:9 \quad \Rightarrow \lambda=0 \\
\end{array} \\
\\ \Rightarrow \text{Punkt liegt nicht auf der Geraden} \\ \text{Lotfußpunkt und Abstand des Punktes berechnen. } \\
\text{Richtungsvektor der Geraden = Normalenvektor der Ebene. } \\
6 x_1+8 x_2+9 x_3+k=0 \\
\text{ C ist Punkt in der Ebene } \\
6 \cdot 9 +8 \cdot 9+9\cdot 0+k=0 \\
k=-126 \\
\text{Koordinatenform} \\
6 x_1+8 x_2+9 x_3-126=0 \\
6 x_1 +8 x_2 +9 x_3
-126
= 0 \\
\text{Lotfußpunkt ist der Schnittpunkt zwischen Gerade und Ebene. } \\
\begin{array}{ccc}
x_1=& 5 &+6\lambda \\
x_2=&7 &+8\lambda \\
x_3=&0 &+9\lambda \\
\end{array} \\
6( 5+6\lambda) +8(7+8\lambda) +9 (0+9\lambda)-126=0 \\
181\lambda-40=0 \\
\lambda=\frac{+40}{181} \\
\lambda= 0,221 \\
\vec{x} = \left(
\begin{array}{c}
5 \\
7 \\
0 \\
\end{array}
\right) +0,221 \cdot
\left(
\begin{array}{c}
6 \\
8 \\
9 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Lotfußpunkt: } L(6,33,8,77,1,99) \\
\vec{CL} =\left(
\begin{array}{c}
181-9 \\
-40-9 \\
0,221-0 \\
\end{array}
\right) =
\left(
\begin{array}{c}
-2,67 \\
-0,232 \\
1,99 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Abstand Punkt Gerade} \\
\left|\vec{CL}\right| =\sqrt{\left(-2,67\right)^2+\left(-0,232\right)^2+1,99^2} \\
\left|\vec{AB}\right| =3,34 \\
\end{array}$