Aufgaben mit Lösungen

1

Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks mit den Eckpunkten und .

Lösung

Zuerst berechnen wir die Vektoren der beiden Seiten

.

.

Wir berechnen das Vektorprodukt von und

.

Wir berechnen die Größe von

.

Der gesuchte Flächeninhalt ist

.

 
2

Berechne das Volumen des Tetraeders mit den Eckpunkten und .

Lösung

Das Tetraeder wird durch die folgenden Vektoren gebildet

Wir wenden die Formel für die Berechnung des Volumens an

Wir berechnen zunächst das gemischte Produkt

Das Volumen ist

 
3

Berechne den Abstand zwischen den folgenden Geraden: y

Lösung

Für die Gerade bestimmen wir wie folgt

Für die Gerade bestimmen wir wie folgt

Wir berechnen den Vektor

Wir berechnen das Volumen des Parallelepipeds

Wir berechnen die Fläche der Basis des Parallelepipeds. Hierfür benötigen wir das Vektorprodukt der Richtungsvektoren

Der Flächeninhalt ist

Der Abstand ist gegeben durch

 
4

Berechne den Symmetriepunkt des Punktes in Bezug auf die Ebene .

Lösung

Aufgabe Zeichnung

Zunächst berechnen wir , die die Gerade ist, die durch verläuft und senkrecht zu steht.

Wir ermitteln den Schnittpunkt der Geraden mit der Ebene

Wir lösen und erhalten den Punkt .

Wenn wir die Koordinaten des Mittelpunkts eines Segments kennen, können wir den Endpunkt . bestimmen und somit

5

Berechne die Fläche des Dreiecks, dessen Eckpunkte die Schnittpunkte der Ebene mit den Koordinatenachsen sind.

Lösung

Zunächst berechnen wir die Eckpunkte des Dreiecks unter Berücksichtigung der Ebene und ihres Schnittpunkts mit den Koordinatenachsen.

Also sind die Eckpunkte und .

Nun berechnen wir, ähnlich wie in der ersten Aufgabe, die Vektoren der beiden Seiten

.

.

Wir berechnen das Vektorprodukt von und

Wir berechnen die Größe von

Somit lautet die gesuchte Fläche

6

Gegeben ist die Ebene mit der Gleichung und der Punkt . Berechne die Koordinaten des Fußpunkts der von auf diese Ebene gezogenen Senkrechten (d. h. die orthogonale Abbildung von darauf).

Lösung

Zeichnung Aufgabe 6

Wir suchen die Gerade senkrecht zu , die durch verläuft.

Der Normalenvektor der Ebene ist parallel zu dieser Geraden. Deshalb nehmen wir ihn als Richtungsvektor:

Nun suchen wir den Schnittpunkt der Geraden mit der Ebene, indem wir die parametrischen Gleichungen der Geraden in die Gleichung der Ebene einsetzen:

Wir setzen in die Geradengleichung ein, um die Koordinaten des Punktes zu erhalten, und erhalten

7

Bestimme die Gleichung der Ebene , die einen Abstand von vom Ursprung hat und parallel zu der Ebene ist, deren Gleichung lautet.

Lösung

Da sie parallel zur Ebene ist, hat diese die Form

Außerdem liegt sie dista Einheiten von Ursprung entfertn und somit Daraus folgt, dass . Wir haben also zwei mögliche Ebenen

8

Bestimme den Abstand zwischen dem Punkt und der Geraden im ersten Oktanten.

Lösung

Der erste Oktant ist der Bereich, der im positiven Bereich der Achsen liegt; daher verläuft die Diagonale dieses Oktanten durch den Ursprung, d. h. den Punkt , und hat den Richtungsvektor .

Wir wenden an: mit . Also

Wir berechnen die Größe von y

Und somit

Mit KI zusammenfassen:

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Katrin S.

Ich bin staatlich geprüfte Übersetzerin & Dolmetscherin mit den Arbeitssprachen Englisch, Spanisch, Deutsch. Meine Ausbildung habe ich am SDI München mit dem Fachgebiet Technik abvsolviert und übersetze hauptsächlich im technischen sowie mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich. Bei Superprof darf ich die Mathe-Expert*innen unterstützen, indem ich ihre Artikel ins Deutsche übersetze.