Liegt ein Punkt auf einer Geraden? (Thema: Vektorrechnung)

Wie man durch Gleichsetzung bestimmt, ob ein Punkt auf einer vektoriellen Geraden liegt

1. Einleitung





Im Artikel zur Darstellung wurde bereits die allgemeine Formel einer vektoriellen Geraden beschrieben:


g: vektor x=vektor s+lambda*vektor r


Bei dieser Formel steht vektor x für einen Vektor, der auf jeden beliebigen Punkt auf der Geraden zeigt - je nachdem was man im rechten Teil der Gleichung für lambda einsetzt. Will man nun herausfinden, ob ein Punkt auf einer bestimmten Geraden liegt, so bietet es sich an, diesen Punkt einfach für vektor x einzusetzen. Kann man dann ein lambda finden, durch welches sich genau dieser Punkt ergibt, so liegt er auf der Geraden. Erhält man ein widersprüchliches Ergebnis, so liegt er nicht auf der Geraden.




2. Formel





Allgemein:

P (P1|P2|P3), OP=(P1_P2_P3)

g: vektor x=vektor s + lambda*vektor r


(P1_P2_P3)=vektor s + lambda*vektor r


I: P1=s1 + lambda*r1 == (P1-s1)/r1 = lambda, II: P2=s2 + lambda*r2 == (P2-s2)/r2 = lambda, III: P3=s3 + lambda*r3 == (P3-s3)/r3 = lambda



In dieser allgemeinen Formel müssen alle drei lambda den gleichen Wert ergeben - dann liegt der Punkt auf der Geraden. Weicht auch nur ein Lambda ab, so kann der Punkt nicht von der Geraden dargestellt werden und liegt somit nicht auf dieser - oder man hat sich verrechnet.



Beispiel:

P (11|14|17), Vektor OP=(11_14_17)


g: vektor x=(1_2_3) + lambda*(5_6_7)


(11_14_17)=(1_2_3) + lambda*(5_6_7)


I: 11=1+lambda*5 == lambda=2, II: 14=2+lambda*6 == lambda=2, III: 17=3+lambda*7 == lambda=2


In diesem Beispiel liegt der Punkt P also auf der Geraden. Er ergibt sich, wenn man für lambda 2 einsetzt.

Kommentare (15)

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Wir bitten um ihr Verständnis.
wieso die verwendung der vielen groß-P- Buchstaben .. sowas verwirrt unnötig
ArnoNuehm (Gast) #
Hey, danke Arno, super Lösung!

Hatte das problem beim programmieren, dass durch null geteilt wurde, wenn eine Komponente von r=0 war! Aber so ist es besser!
Anton (Gast) #
Es gibt noch eine einfacher Variante:

Ziel ist ja nicht einen Punkt auszurechnen sondern nur etwas festzustellen:

Die Vektoren (x-s) und (x-r) müssen linear abhängig sein (gleiche Richtung)

-> Kreuzprodukt von (x-s) und (x-r) muss der Nullvektor sein.

(x-s) X (x-r) = 0 einfach mit Sarrus ausrechen. Fertig.
ArnoNuehm (Gast) #
Er liegt nicht auf der Geraden, wenn für die Variable nicht immer (dreimal) der gleiche Wert rauskommt.
anonym (Gast) #
und wann liegt der punkt p nicht bauf der geraden, ist es wenn ich für die variable keinen gemeinsamen wert finde?
schüler2 (Gast) #
Danke für die gute Erklärung. :)
Schüler (Gast) #
thanx
ArnoNuehm (Gast) #
Es ist wirklich alles richtig ;)

keine sorge
Jonas Janczik (Gast) #
Die erklärung stimmt
ArnoNuehm (Gast) #
@ arnonuehm:

die pfeile über den buchstaben geben doch an dass es sich um vektoren handelt!

außerdem stimmt dein gegenbeispiel nicht.

lg
gast (Gast) #
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