Kapitel
Fläche eines Dreiecks

Gegeben seien die beiden Vektoren und
, die ein Dreieck bilden. Anhand der grafischen Darstellung ist zu erkennen, welche beiden Seiten des Dreiecks durch die Vektoren festgelegt sind. Folgende Formel lässt sich zur Berechnung der Dreiecksfläche ableiten:
Beispiel:
Bestimme die Fläche des Dreiecks mit den Scheitelpunkten ,
und
Das Dreieck setzt sich aus folgenden Vektoren zusammen


Berechne das Vektorprodukt



Man erhält als Ergebnisvektor

Um die Fläche zu erhalten, verwendet man folgende Formel


Fläche eines Parallelogramms
Geometrisch gesehen ist das Vektorprodukt zweier Vektoren die Flächenmaßzahl des Parallelogramms, das durch die beiden Vektoren aufgespannt wird.


Beispiel:
Ermittle das Flächenmaß des Parallelogramms, dessen Seiten durch die Vektoren y
festgelegt sind.
Berechne zuerst das Vektorprodukt

Man erhält (wie bei der Formel für die Fläche) den Ergebnisvektor

Volumen eines Tetraeders
Das Volumen eines Tetraeders lässt sich mithilfe des Spatprodukts berechnen.

Beispiel:
Ermittle das Volumen des Tetraeders mit den Scheitelpunkten ,
,
und
.
Das Tetraeder wird von folgenden Vektoren aufgespannt



Verwende die Formel für Volumina

Berechne das Spatprodukt

Das Volumen ist

Volumen eines Parallelepipeds
Geometrisch gesehen repräsentiert der Wert des Spatprodukts das Volumen des Parallelepipeds dessen Kanten aus drei Vektoren aufgespannt werden, die alle demselben Scheitelpunkt entspringen
Beispiel:
Ermittle das Volumen des Parallelepipeds, das durch die folgenen drei Vektoren aufgespannt wird:

Berechne das Spatprodukt

Abstand zwischen parallelen Ebenen
Um den Abstand zwischen zwei parallelen Ebenen zu bestimmen, gibt es zwei unterschiedliche Rechenwege, je nach dem, welche Daten zur Berechnung vorliegen:
1 Die Gleichung einer der Ebenen und ein Punkt auf der anderen Ebene sind bekannt:
Um den Abstand zwischen den beiden parallelen Ebenen zu finden, berechnet man den Abstand von einem beliebigen Punkt von einer der Ebenen zur anderen Ebene
mithilfe der folgenden Formel:

2 Die Gleichung der beiden Ebenen sind bekannt:
Alternativ kann dieser Rechenweg herangezogen werden
Wenn die Ebenen parallel zueinander sind, besitzen ihre Gleichungen diese Form:

und ihr Abstand ist wie folgt

Gleichermaßen gilt für den gegenteiligen Fall, dass die Gleichungen nicht der genannten Form entsprechen

Damit beide Ebenen parallel zueinander sind, muss Folgendes erfüllt sein

Eine der beiden Gleichungen muss so multipliziert werden, dass beide Ebenen den selben Normalvektor in ihren Gleichungen aufweisen. Das heißt, beide müssen folgender Form entsprechen:

Nun kann die Abstandsformel angewandt werden
Beispiel:
Berechne den Abstand zwischen den beiden Ebenen:
.
Prüfe zuerst ihre Parallelität. Nimm hierfür zuerst den Quotienten des Koeffizienten von und
durch
. Dieser muss gleich dem Quotienten des Koeffizienten von
und von
sein. Jedoch muss er ungleich dem Qutienten der konstanten Glieder sein, da die Ebenen dann nicht parallel, sondern identisch wären.

Die beiden Ebenen sind parallel.
Schreibe die Gleichung der zweiten Ebene um, sodass beide Ebenen denselben Normalvektor aufweisen

Verwende die Abstandsformel für zwei Ebenen
