Lösung Rasenfläche
- Die Geradengleichung \(g\) lautet \(g: \left(\begin{array}{c} 3,6 \\ 8 \\ 0,3 \end{array}\right) + \lambda \cdot \left(\begin{array}{c} 12 \\ -4 \\ 1 \end{array}\right) \quad (\lambda \in \mathbb{R})\) und die Geradengleichung \(h\) vom Punkt \(B\) nach \(C\) \(h: \left(\begin{array}{c} 18 \\ 0 \\ 1,5 \end{array}\right) + \mu \cdot \left(\begin{array}{c} -6 \\ 10 \\ -0,5 \end{array}\right) \quad (\mu \in \mathbb{R})\).
Gleichsetzen der beiden Geradengleichungen \(\left(\begin{array}{c} 3,6 \\ 8 \\ 0,3 \end{array}\right) + \lambda \cdot \left(\begin{array}{c} 12 \\ -4 \\ 1 \end{array}\right) = \left(\begin{array}{c} 18 \\ 0 \\ 1,5 \end{array}\right) + \mu \cdot \left(\begin{array}{c} -6 \\ 10 \\ -0,5 \end{array}\right)\) liefert folgendes Gleichungssystem:
\(5 \cdot \text{I} - 3 \cdot \text{II}\) liefert die Gleichung \(48 \lambda = 48 \Leftrightarrow \lambda = 1\)
Einsetzen von \(\lambda = 1\) in die Geradengleichung \(g\) liefert
\(\left(\begin{array}{c} 3,6 \\ 8 \\ 0,3 \end{array}\right) + 1 \cdot \left(\begin{array}{c} 12 \\ -4 \\ 1 \end{array}\right) =\left(\begin{array}{c} 15,6 \\ 4 \\ 1,3 \end{array}\right)\)
Somit ergibt sich der Punkt \(Q = (15,6|4|1,3)\).
2. Der Winkel zwischen den Richtungsvektoren der beiden Geraden ergibt sich durch
3.
Mithilfe der Skizze ergibt sich der Zusammenhang \(|\overline{QS}|= \frac{0,2}{\sin(\varphi)}\approx \frac{0,2}{\sin(41\text{°})}\)
und damit \(\overrightarrow{OQ}-\frac{\left(\begin{array}{c} 12 \\ -4 \\ 1 \end{array}\right)}{\sqrt{12^2+(-4)^2+1^2}} \cdot |\overline{QS}|= \left(\begin{array}{c} 15,6 \\ 4 \\ 1,3 \end{array}\right)- \frac{1}{\sqrt{161}}\cdot \left(\begin{array}{c} 12 \\ -4 \\ 1 \end{array}\right) \cdot \frac{0,2}{\sin(41\text{°})} \approx \left(\begin{array}{c} 15,3 \\ 4,1 \\ 1,3 \end{array}\right) \)
Somit ergibt sich für die Koordinaten des Punktes \(S(15,3|4,1|1,3)\).