Analytische Geometrie-Lagebeziehung-Punkt - Gerade
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Beispiel Nr: 14
$\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}
1 \\
3 \\
-3 \\
\end{array}
\right) + \lambda
\left(
\begin{array}{c}
-2 \\
-2 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Punkt: }C(7/9/-6)
\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\
\text{Punkt - Gerade } \\
\vec{x} =\left(
\begin{array}{c}
1 \\
3 \\
-3 \\
\end{array}
\right) + \lambda
\left(
\begin{array}{c}
-2 \\
-2 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Punkt: }C(7,9,-6) \\
\begin{array}{ccccc}
7&=&1&-2\lambda& \quad /-1 \\
9&=&3&-2\lambda & \quad /-3\\
-6&=&-3&+2\lambda & \quad /+3\\
\end{array} \\
\begin{array}{cccc}
6&=&-2\lambda& \quad /:-2 \quad \Rightarrow \lambda=-3 \\
6&=&-2\lambda & \quad /:-2 \quad \Rightarrow \lambda=-3 \\
-3&=&2\lambda & \quad /:2 \quad \Rightarrow \lambda=-1\frac{1}{2} \\
\end{array} \\
\\ \Rightarrow \text{Punkt liegt nicht auf der Geraden} \\ \text{Lotfußpunkt und Abstand des Punktes berechnen. } \\
\text{Richtungsvektor der Geraden = Normalenvektor der Ebene. } \\
-2 x_1-2 x_2+2 x_3+k=0 \\
\text{ C ist Punkt in der Ebene } \\
-2 \cdot 7 -2 \cdot 9+2\cdot -6+k=0 \\
k=44 \\
\text{Koordinatenform} \\
-2 x_1-2 x_2+2 x_3+44=0 \\
-2 x_1 -2 x_2 +2 x_3
+44
= 0 \\
\text{Lotfußpunkt ist der Schnittpunkt zwischen Gerade und Ebene. } \\
\begin{array}{ccc}
x_1=& 1 &-2\lambda \\
x_2=&3 &-2\lambda \\
x_3=&-3 &+2\lambda \\
\end{array} \\
-2( 1-2\lambda) -2(3-2\lambda) +2 (-3+2\lambda)+44=0 \\
12\lambda+30=0 \\
\lambda=\frac{-30}{12} \\
\lambda= -2\frac{1}{2} \\
\vec{x} = \left(
\begin{array}{c}
1 \\
3 \\
-3 \\
\end{array}
\right) -2\frac{1}{2} \cdot
\left(
\begin{array}{c}
-2 \\
-2 \\
2 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Lotfußpunkt: } L(6,8,-8) \\
\vec{CL} =\left(
\begin{array}{c}
12-7 \\
30-9 \\
-2\frac{1}{2}+6 \\
\end{array}
\right) =
\left(
\begin{array}{c}
-1 \\
-1 \\
-2 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Abstand Punkt Gerade} \\
\left|\vec{CL}\right| =\sqrt{\left(-1\right)^2+\left(-1\right)^2+\left(-2\right)^2} \\
\left|\vec{AB}\right| =2,45 \\
\end{array}$