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}$