Analytische Geometrie-Lagebeziehung-Punkt - Gerade
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Beispiel Nr: 17
$\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}
0 \\
2 \\
-2 \\
\end{array}
\right) + \lambda
\left(
\begin{array}{c}
2 \\
0 \\
-1 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Punkt: }C(5/1/-2)
\\ \\ \textbf{Rechnung:} \\
\text{Punkt - Gerade } \\
\vec{x} =\left(
\begin{array}{c}
0 \\
2 \\
-2 \\
\end{array}
\right) + \lambda
\left(
\begin{array}{c}
2 \\
0 \\
-1 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Punkt: }C(5,1,-2) \\
\begin{array}{ccccc}
5&=&0&+2\lambda& \quad /-0 \\
1&=&2&+0\lambda & \quad /-2\\
-2&=&-2&-1\lambda & \quad /+2\\
\end{array} \\
\begin{array}{cccc}
5&=&2\lambda& \quad /:2 \quad \Rightarrow \lambda=2\frac{1}{2} \\
-1&=&0\lambda & \quad /:0 \quad \Rightarrow \lambda=-∞ \\
0&=&-1\lambda & \quad /:-1 \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. } \\
2 x_1+0 x_2-1 x_3+k=0 \\
\text{ C ist Punkt in der Ebene } \\
2 \cdot 5 +0 \cdot 1-1\cdot -2+k=0 \\
k=-12 \\
\text{Koordinatenform} \\
2 x_1+0 x_2-1 x_3-12=0 \\
2 x_1 -1 x_3
-12
= 0 \\
\text{Lotfußpunkt ist der Schnittpunkt zwischen Gerade und Ebene. } \\
\begin{array}{ccc}
x_1=& 0 &+2\lambda \\
x_2=&2 &+0\lambda \\
x_3=&-2 &-1\lambda \\
\end{array} \\
2( 0+2\lambda) +0(2+0\lambda) -1 (-2-1\lambda)-12=0 \\
5\lambda-10=0 \\
\lambda=\frac{+10}{5} \\
\lambda= 2 \\
\vec{x} = \left(
\begin{array}{c}
0 \\
2 \\
-2 \\
\end{array}
\right) +2 \cdot
\left(
\begin{array}{c}
2 \\
0 \\
-1 \\
\end{array}
\right) \\
\text{Lotfußpunkt: } L(4,2,-4) \\
\vec{CL} =\left(
\begin{array}{c}
5-5 \\
-10-1 \\
2+2 \\
\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+1^2+\left(-2\right)^2} \\
\left|\vec{AB}\right| =2,45 \\
\end{array}$