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Los geht's

Definition einer Geraden

Eine Gerade auf der Ebene ist durch einen beliebigen Punkt und eine vorgegebene Richtung definiert.

grafische-darstellung-1
Geradengleichungen: Abbildung 1

Vektorschreibweise der Geradengleichung

Wenn ein Punkt der Geraden ist, besitzt der Vektor dieselbe Richtung wie der Vektor und ist gleich dem Skalrprodukt von und

grafische-darstellung-2
Geradengleichungen: Abbildung 2

Bildet man die Differenz der Vektoren , erhält man

Durch Auflösen nach erhält man die Vektorgleichung der Geraden

Beispiel: Eine Gerade verläuft durch den Punkt und besitzt den Richtungsvektor . Stelle die Vektorgleichung der Geraden auf.

Setze den Punkt und den Richtungsvektor in die allgemeine Form der Geradengleichung in Vektorschreibweise ein

und du erhältst

Parameterform der Geradengleichung

Auf Basis der Vektorgleichung der Geraden erhält man durch Umformen:

Durch Gleichsetzen erhält man die Parameterform der Geradengleichung.

Beispiel: Eine Gerade verläuft durch den Punkt und besitzt den Richtungsvektor . Stelle ihre Gleichungen in Parameterform auf.

Setze den Punkt und den Richtungsvektor in die allgemeine Form der Geradengleichung in Vektorschreibweise ein

und du erhältst die Gleichungen in Parameterschreibweise

Hauptform der Geraden

Durch Eliminieren des Parameters aus den Parametergleichungen und anschließendes Gleichsetzen erhält man die Hauptform der Geradengleichung.

Beispiel: Eine Gerade verläuft durch den Punkt und besitzt den Richtungsvektor . Stelle die Geradengleichung in der Hauptform auf.

Setze den Punkt und den Richtungsvektor in die Hauptform der Geradengleichung ein

Punkt-Steigungsform der Geradengleichung

Löse ausgehend von der Hauptform der Geradengleichung die Nenner auf und vereinfache:

Mit als Steigung

erhält man:

Beispiel: Stelle die Gleichung der Geraden auf, die durch die Punkte und verläuft.

Berechne die Steigung

Setze den Wert in die Punkt-Steigungsform der Geraden ein und du erhältst

Allgemeine Geradengleichung

Basierend auf der Hauptform der Geraden

Eliminiere die Nenner:

Bringe alle Terme auf die linke Seite:

Wandle um:

Du erhältst die allgemeine Geradengleichung.

Die Komponenten des Richtungsvektors sind:

Die Steigung der Geraden ist:

Beispiel: Stelle die Gleichung der Geraden auf, die durch den Punkt verläuft und deren Steigung ist.

Wende die Punkt-Steigungsform an und du erhältst

Bringe alle Terme auf die linke Seite:

Explizite Form der Geraden

Wenn die allgemeine Geradenform nach aufgelöst wird, erhält man die explizite Geradengleichung :

Der Koeffizient von ist die Steigung .

Das konstante Glied wird als Ordinatenabschnitt (auch: Abschnitt auf der y-Achse) der Geraden bezeichnet, dessen Punkt der Achsenabschnittspunkt ist.

Beispiel: Stelle die explizite Gleichung einer Geraden auf, die durch den Punkt verläuft und die Steigung aufweist.

Ermittle die Gerade anhand der Punkt-Steigungs-Form

Löse nach auf

Kanonische (bzw. symmetrische) Geradengleichung

Wenn eine Gerade durch die Punkte definiert ist, ist der Richtungsvektor

Durch Einsetzen dieser Werte in die Hauptform der Geraden erhält man die Gleichung für die Gerade, die durch zwei Punkte verläuft

Bringe alle Terme auf die linke Seite:

Du erhältst

die kanonische Geradengleichung

grafische-darstellung-3
Geradengleichungen: Abbildung 3

Beispiel: Stelle die kanonische Geradengleichung der Geraden auf, die durch verläuft und deren Richtungsvektor ist.

Stelle die Hauptform der Geradengleichung auf

Schreibe in die allgemeine Form der Geradengleichung um

Teile beide Seiten durch un du erhältst

Gemischte Aufgaben

1

Stelle die Gleichung der Geraden in Vektorschreibweise auf, die durch die Punkte und verläuft. Stelle die Vektorgleichung der Geraden auf.

Lösung

 1  Der Richtungsvektor ist kollinear zum Vektor

2 Setze einen der Punkte und den Richtungsvektor in die Geradengleichung in Vektorschreibweise ein

und du erhältst

2

Stelle die Gleichung der Geraden in Parameterform auf, die durch die Punkte und verläuft. Stelle die Vektorgleichung der Geraden auf.

Lösung

 1  Der Richtungsvektor ist kollinear zum Vektor

2 Setze einen der Punkte und den Richtungsvektor in die Geradengleichung in Parameterform ein

3

Stelle die Hauptform der Geraden auf, die durch die Punkte und verläuft. Stelle die Vektorgleichung der Geraden auf.

Lösung

 1  Der Richtungsvektor ist kollinear zum Vektor

2 Setze einen der Punkte und den Richtungsvektor in die Hauptform der Geradengleichung ein

4

Stelle die Gleichung der Geraden auf, die durch verläuft und einen Steigungswinkel von aufweist.

Lösung

 1  Die Steigung der Geraden ist gleich dem Tangens des Steigungswinkels:

2 Durch Einsetzen in die Punkt-Steigungsform der Geraden erhältst du

5

Stelle die allgemeine Geradengleichung der Geraden auf, die durch die Punkte und verläuft.

Lösung

 1  Berechne den Richtungsvektor:

2 Berechne den Wert von

3 Durch Einsetzen in die allgemeine Geradengleichung erhältst du

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Melanie S

MelanieS

Als begeistertes Fremdsprachentalent bringe ich die Lernartikel von echten Lehr-Profis logisch und verständlich ins Deutsche, damit du als Schüler bei Superprof deine Kenntnisse verbessern und neu Gelerntes praktisch anwenden kannst.