Koordinatenform (Thema: Vektorrechnung)

Wie man die Koordinatenform bildet und nutzt

1. Einleitung


Die Koordinatenform ist letztlich nichts anderes als die ausmultiplizierte Version der Normalenform einer Ebene. Daher ist sie auch auf die selbe Weise aufgebaut: In der Gleichung kommt der Normalenvektor der Ebene vor, sowie ein Punkt der in der Ebene liegt. Das reicht aus, um die Ebenengleichung zu bilden.

Die Koordinatenform hat den Vorteil, dass man mit ihr innerhalb kürzester Zeit ausrechnen kann, ob ein bestimmter Punkt in der Ebene liegt.


2. Darstellung


Allgemein:

E: n1x1 + n2x2 + n3x3 = d

Dabei sind n1, n2 und n3 die einzelnen Komponenten des Normalenvektors der Ebene:

n=(n1,n2,n3)

Die Variable "d" gibt Hinweis auf den Abstand der Ebene vom Ursprung. Diesen Abstand erhält man, indem man "d" durch die Länge des Normalenvektors vektor n teilt und vom Ergebnis den Betrag nimmt (Betrag, da Abstände immer positiv sind).

Beispiel:

E: 5x1+8x2+2x3=19


3. Koordinatenform aus Normalenform errechnen


Wie oben bereits beschrieben, muss man eine Ebenengleichung, die in Normalenform vorliegt, nur ausmultiplizieren, um die Koordinatenform zu erhalten.

Beispiel:

Normalenform:

E: (x-(6,7,8))*(1,-2,4)=0


Die Koordinatenform erhält man durch ausmultiplizieren.
Verwendet wird das Skalarprodukt, beachtet werden sollte, dass dabei gilt

x=(x1,x2,x3)


E: 1x_1+(-2)x_2+4x_3-(1*6+(-2)*7+4*8)=0 ergibt x_1-2x_2+4x_3=24

Kommentare (11)

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Wir bitten um ihr Verständnis.
Großen Dank an die Autoren - DAs hat mir wirklich geholfen!
Jan (Gast) #
ich verstehe das total
dieschnegge (Gast) #
ich verstehe das total
ArnoNuehm (Gast) #
ist nur ein beispiel, da könnte auch jede andere zahl stehen. entscheidend ist, was für x eingesetzt wird.
ArnoNuehm (Gast) #
Wie kommt man jetzt auf das Ergebnis 19?
nbg11 (Gast) #
Wir haben hier also jetzt das Ergebnis 24. Das ist soweit gut nachvollziehbar. Was ich mich jetzt noch Frage: woher weiß ich jetzt ob der Punkt der zu untersuchen ist in der Ebene liegt?
Gast (Gast) #
@drfilth:

Das d alleine ist das Skalarprodukt zwischen dem Orts- und dem Normalenvektor.

Das Skalerprodukt ist auch definiert als <x,y>=|x| * |y| * cos w(x,y), d.h. das Skalarprodukt ist das Produkt aus den Vektorlängen und dem Kosinus des Winkels zwischen x und y.
1100 (Gast) #
das man den abstand erhält, wenn man den normaleneinheitsvektor hat, wußte hesse bereits. was aber das d alleine ist, weiß ich mit deiner beschreibung immer noch nicht! es wäre auch schön, wenn man beim ausmultiplizieren einen zwischenschritt in vektorschreibweise hätte .. so isses etwas unübersichtlich.
drfilth (Gast) #
Als meine Lehrerin versucht hat das hier zu erklären, hatte ich es auch nach 2 ganzen Schulstunden nicht ganz verstanden, aber hier schon nach 15 Minuten. Was das wohl bedeutet? xD
woow (Gast) #
Das ist in der Tat richtig. Man muss erst d durch die Länge des Normalenvektors teilen und dann den Betrag davon nehmen - jetzt sollte es hier korrekt stehen.

Danke für den Hinweis.
wichtl (Admin) #
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