1

Bestimme den Spiegelpunkt von in Bezug auf .

Lösung

1 Wir berechnen den Spiegelpunkt . Hierfür gilt

 

 

2 Wir setzen die Koordinaten gleich und bestimmen die Variablen

 

Für die erste Koordinate gilt

 

 

Für die zweite Koordinate gilt

 

 

3 Der Spiegelpunkt hat die Koordinaten

 

2

Gegeben sind die Eckpunkte eines Dreiecks und der Schwerpunkt . Berechne den dritten Eckpunkt.

Lösung

1 Die Formel für den Schwerpunkt eines Dreiecks mit den Eckpunkten lautet

 

 

2 Wir berechnen den Schwerpunkt mithilfe des dritten Eckpunktes . Hierzu setzen wir in die vorhergehende Formel ein

 

 

3 Wir setzen die Koordinaten gleich und lösen nach den Variablen auf

 

Für die erste Koordinate gilt

 

 

Für die zweite Koordinate gilt

 

 

4 Der dritte Eckpunkt lautet

 

3

Gegeben sind die Punkte und . Bestimme einen Punkt anhand der Punkte und , sodass wir erhalten

Lösung

1 Da  , setzen wir die Werte für und ein und erhalten

 

 

2 Wir setzen die Koordinaten gleich und lösen nach den Variablen auf

 

Für die erste Koordinate gilt

 

 

Für die zweite Koordinate gilt

 

 

3 Der gesuchte Punkt ist

4

Berechne die Koordinaten von für das Viereck mit den Eckpunkten: und bilden ein Parallelogramm.

Lösung

1 Um die Koordinaten von zu bestimmen, nutzen wir die Tatsache, dass es sich um die gegenüberliegenden Seiten eines Parallelogramms handelt. Seine Vektoren sind daher

 

 

2 Wir setzen ein und erhalten

 

 

3 Wir setzen die Koordinaten gleich und lösen nach den Variablen auf

 

Für die erste Koordinate gilt

 

 

Für die zweite Koordinate gilt

 

 

4 Der gesuchte Punkt ist

5

bilden eine Orthonormalbasis. Berechne:


a


b


c


d

Lösung

1 Da zueienander orthonormal sind, stehen sie senkrecht aufeinander. Sie bilden deshalb einen Winkel von  und ihre Länge ist 1. Somit gilt

 

2 Um die gewünschten Produkte zu bestimmen, wenden wir die Formel an

 

 

entspricht dem Winkel zwischen und

 

3 Wir setzen in die Formel ein und verwenden den entsprechenden Wert , wenn die Vektoren gleich sind und , wenn sie unterschiedlich sind

 

a

 

b

 

c

 

d

6

Gegeben sind die Vektoren . Berechne so, dass die Vektoren folgende Eigenschaften besitzen:

 

a Sie stehen senkrecht zueinander.

 

b Sie sind parallel.

 

c Sie bilden einen -Winkel.

Lösung

a Senkrecht: Zwei Vektoren stehen zueinander senkrecht, wenn ihr Produkt null ist

 

Wir multiplizieren aus und bestimmen die Variable

 

 

b Parallel: Zwei Vektoren sind parallel, wenn ihre Elemente proportional sind. Das heißt,

 

 

Wir setzen gleich und bestimmen die Variable

 

 

c Sie bilden einen -Winkel: Wir setzen die Werte in die Formel ein

 

 

mit

 

 

Wir quadrieren beide Seiten und vereinfachen

 

 

Wir lösen mithilfe der Formel zur Bestimmung der Nullstellen der quadratischen Gleichung

 


Die Nullstellen der quadratischen Gleichung sind . Allerdings erfüllt nur die Gleichung und ist somit der gesuchte Wert für .

7

Berechne den Wert für . und sind dabei bekannt.

Lösung

1Wir berechnen das Produkt der Vektoren

 

 

2Wir setzen das Ergebnis gleich und lösen nach auf

 

8

Gegeben ist die Orthonormalbasis der Ebene. Berechne den Wert für so, dass die Vektoren und zueinander orthogonal sind.

Lösung

1Da die Basis orthonormal ist, gilt

 

 

2Wir berechnen das Skalarprodukt aus und

 

 

3 Zwei Vektoren sind zueinander orthogonal, wenn ihr Produkt null ist. Wir setzen ein und bestimmen

 

9

Berechne die Projektion des Vektors auf den Vektor .

Lösung

1Die Formel der Projektion des Vektors auf den Vektor ist gegeben durch

 

 

2Wir berechnen das Produkt der Vektoren

 

 

3Wir berechnen die Länge des Vektors

 

 

4Wir setzen die Werte in die Formel der Projektion ein

 

10

Bestimme einen Einheitsvektor , der in dieselbe Richtung zeigt wie der Vektor .

Lösung

1Die Formel eines Einheitsvektors ist gegeben durch

 

 

2Wir berechnen die Länge des Vektors

 

 

3Wir setzen in die Formel des Einheitsvektors ein

 

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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.