Wiki-Quellcode von Lösung Ebenenschar
Version 2.2 von Anna Kukin am 2024/10/01 00:11
Verstecke letzte Bearbeiter
| author | version | line-number | content |
|---|---|---|---|
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2.1 | 1 | === Teilaufgabe 1 === |
| 2 | {{detail summary="Erwartungshorizont"}} | ||
| 3 | {{formula}}\left(\begin{array}{c} 2a\\ -4 \\ a-2 \end{array}\right)\circ\left(\begin{array}{c} -1\\ 0 \\ 1 \end{array}\right)=0 \Leftrightarrow -2a+a-2=0 \Leftrightarrow a=-2{{/formula}} | ||
| 4 | {{/detail}} | ||
| 5 | |||
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2.2 | 6 | {{detail summary="Erläuterung der Lösung"}} |
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2.1 | 7 | Der Normalenvektor {{formula}}\vec{n}{{/formula}} der Ebene besteht aus den drei Koeffizienten der Koordinatenform ihrer Gleichung: |
| 8 | <br> | ||
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1.1 | 9 | {{formula}}\vec{n}=\left(\begin{array}{c} 2a\\ -4 \\ a-2 \end{array}\right){{/formula}} |
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2.1 | 10 | <br> |
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1.1 | 11 | Die Ebene verläuft parallel zur Geraden, wenn der Normalenvektor der Ebene senkrecht auf dem Richtungsvektor der Geraden verläuft, also wenn das Skalarprodukt der beiden Vektoren null ist: |
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2.1 | 12 | <br> |
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1.1 | 13 | {{formula}}\left(\begin{array}{c} 2a\\ -4 \\ a-2 \end{array}\right)\circ\left(\begin{array}{c} -1\\ 0 \\ 1 \end{array}\right)=0 \Leftrightarrow -2a+a-2=0 \Leftrightarrow a=-2{{/formula}} |
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2.1 | 14 | <br> |
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1.1 | 15 | Für {{formula}}a=-2{{/formula}} stehen die beiden Vektoren senkrecht aufeinander und damit sind Ebene und Gerade parallel. |
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2.1 | 16 | {{/detail}} |
| 17 | |||
| 18 | === Teilaufgabe 2 === | ||
| 19 | {{detail summary="Erwartungshorizont"}} | ||
| 20 | {{formula}}\left(\begin{array}{c} 2a\\ -4 \\ a-2 \end{array}\right)=k\cdot \left(\begin{array}{c} 6\\ -8 \\ 1 \end{array}\right){{/formula}} ergibt {{formula}}k=0,5{{/formula}} | ||
| 21 | <br> | ||
| 22 | <br> | ||
| 23 | Das Gleichungssystem | ||
| 24 | <br> | ||
| 25 | |||
| 26 | {{formula}} | ||
| 27 | \begin{align*} | ||
| 28 | &I: \ 2a &=3 \\ | ||
| 29 | &II:\ a-2 &=0,5 | ||
| 30 | \end{align*} | ||
| 31 | {{/formula}} | ||
| 32 | |||
| 33 | besitzt keine Lösung und damit gehört die Ebene nicht zur Schar. | ||
| 34 | {{/detail}} | ||
| 35 | |||
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2.2 | 36 | {{detail summary="Erläuterung der Lösung"}} |
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2.1 | 37 | Der Normalenvektor {{formula}}\vec{n}{{/formula}} der Ebene muss ein Vielfaches (k-Faches) des Vektors der Koeffizienten der angegebenen Gleichung sein: |
| 38 | <br> | ||
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1.1 | 39 | {{formula}}\left(\begin{array}{c} 2a\\ -4 \\ a-2 \end{array}\right)=k\cdot \left(\begin{array}{c} 6\\ -8 \\ 1 \end{array}\right){{/formula}} |
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2.1 | 40 | <br> |
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1.1 | 41 | Anhand der zweiten Zeile (der {{formula}}x_2{{/formula}}-Koordinaten) erkennt man, das {{formula}}k=\frac{1}{2}{{/formula}} sein muss. |
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2.1 | 42 | Setzt man diesen Wert für {{formula}}k{{/formula}} in die beiden anderen Zeilen ein, erhält man das lineare Gleichungssystem |
| 43 | <br> | ||
| 44 | <br> | ||
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1.1 | 45 | |
| 46 | {{formula}} | ||
| 47 | \begin{align*} | ||
| 48 | &I: \ 2a &=3 \\ | ||
| 49 | &II:\ a-2 &=\frac{1}{2} | ||
| 50 | \end{align*} | ||
| 51 | {{/formula}} | ||
| 52 | |||
| 53 | Dieses LGS besitzt keine Lösung für {{formula}}a{{/formula}}. Folglich können die beiden Ebenen nicht identisch sein. | ||
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2.1 | 54 | {{/detail}} |