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Mathematik in der Oberstufe

Abstand Punkt/Gerade (Lotfußpunktverfahren): Lösungen

  1. $F$ ist der Fußpunkt
    1. $s=1;\; F(3|1|7);\; d=\sqrt{17}\approx 4{,}12\text{ LE}$
    2. $s=2;\; F(−12|4|6);\; d=\sqrt{81}=9\text{ LE}$
  2. Das Flugzeug wird vom Radar erfasst, wenn der Abstand zur Station geringer ist als die Reichweite.
    $g\colon \vec x= \begin{pmatrix}5\\4\\3\end{pmatrix}+s\,\begin{pmatrix}-3\\4\\0\end{pmatrix}$
    $s=15;\; F(−40|64|3);\; d=\sqrt{3604}\approx 60{,}03<75$. Das Flugzeug wird vom Radar erfasst.
  3. $\begin{pmatrix}-9\\-3\\-9\end{pmatrix}=-1{,}5\cdot \begin{pmatrix}6\\2\\6\end{pmatrix}\;\Rightarrow\;g\|h$
    Da die Punktprobe nicht aufgeht, sind die Geraden echt parallel.
    Abstand von $H(-4|0|-5)$ zu $g:\; F_g(-1|0|-8);\;d=\sqrt{18}\approx 4{,}24\text{ LE}$
    Abstand von $G(5|2|-2)$ zu $h:\; F_h(2|2|1);\;d=\sqrt{18}\approx 4{,}24\text{ LE}$
    Natürlich reicht es, nur einen Fußpunkt zu berechnen.
  4. $g\colon \vec x= \begin{pmatrix}6\\3\\4\end{pmatrix}+s\,\begin{pmatrix}2\\-2\\2\end{pmatrix}$
    Der Balken muss im Punkt $F\left(\tfrac{22}{3}\big|\tfrac{5}{3}\big|\tfrac{16}{3}\right)$ befestigt werden, und seine Länge beträgt etwa $d=\sqrt{\tfrac{32}{3}}\approx 3{,}27\text{ LE}$.
  5. $g_{AB}\colon \vec x= \begin{pmatrix}-3\\0\\2\end{pmatrix}+s\,\begin{pmatrix}6\\6\\-3\end{pmatrix}$
    1. Fußpunkt berechnen: $s=\tfrac 23;\; F_c(1|4|0)$
      Trägergerade: $g_{F_cC}\colon \vec x= \begin{pmatrix}1\\4\\0\end{pmatrix}+s\,\begin{pmatrix}2\\5\\14\end{pmatrix}$
      Auch andere Darstellungen der Trägergeraden sind möglich, zum Beispiel $g_{CF_c}\colon \vec x= \begin{pmatrix}3\\9\\14\end{pmatrix}+s\,\begin{pmatrix}-2\\-5\\-14\end{pmatrix}$
    2. $A_{\Delta}=\tfrac 12 \cdot \left|\overrightarrow{AB}\right|\cdot \left|\overrightarrow{F_cC}\right|$
      $\left|\overrightarrow{AB}\right|=\sqrt{6^2+6^2+(-3)^2}=9\text{ LE}$
      $\left|\overrightarrow{F_cC}\right|=\sqrt{2^2+5^2+14^2}=15\text{ LE}$
      $A_{\Delta}=\tfrac 12 \cdot 9\cdot 15=67{,}5\text{ FE}$

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Letzte Aktualisierung: 02.12.2015;   © Ina de Brabandt

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