Normalengleichungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Bei den Normalenformen einer Ebenengleichung werden die Punkte der Ebene durch eine skalare Gleichung mit Hilfe eines Normalenvektors der Ebene charakterisiert. Hierzu wird das Skalarprodukt zweier Vektoren verwendet, das durch definiert wird. Auf diese Weise erhält man eine implizite Darstellung der Ebene. Normalenform [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Bei der Normalenform wird eine Ebene durch einen Stützvektor und einen Normalenvektor beschrieben. Das Skalarprodukt zweier Vektoren (ungleich dem Nullvektor) ist genau dann gleich null, wenn die beiden Vektoren senkrecht aufeinander stehen. In der Normalenform besteht eine Ebene demnach aus denjenigen Punkten im Raum, für die der Differenzvektor aus Ortsvektor und Stützvektor senkrecht zum Normalenvektor der Ebene steht. Normalengleichung einer Ebene. Aus zwei Spannvektoren der Ebene und lässt sich ein Normalenvektor der Ebene über das Kreuzprodukt ermitteln. Hessesche Normalform [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Bei der hesseschen Normalform wird eine Ebene durch einen normierten und orientierten Normalenvektor und den Abstand vom Koordinatenursprung beschrieben.
Eine andere Möglichkeit, eine Ebene durch eine mathematische Gleichung zu beschreiben, ist die sogenannte Normalenform. Dieser wollen wir uns jetzt gedanklich nähern: Überlegungen Überlegung: Zu jeder Ebene gibt es einen Vektor, der senkrecht auf dieser Ebene steht. Diesen Vektor nennen wir "Normalenvektor" der Ebene. Dabei spielt es überhaupt keine Rolle, von welcher Stelle auf der Ebene aus man das betrachtet. Normalenform der Ebenengleichung | mainphy.de. Nur die Richtung zählt! Überlegung: Das Skalarprodukt zweier Vektoren, die orthogonal zueinander stehen, ist Null. Überlegung: Jeder Vektor, der in der Ebene liegt, ist senkrecht zu obigem Normalenvektor. Und jeder Vektor zwischen zwei beliebigen Punkten der Ebene liegt in der Ebene. Methode Hier klicken zum Ausklappen Folgerung: Jeder beliebige Punkt der Ebene kann beschrieben werden durch ein Skalarprodukt zwischen dem Normalenvektor der Ebene und dem Verbindungsvektor des Punktes zu einem bekannten Punkt der Ebene. Dieses Skalarprodukt muss den Wert Null ergeben. Merke Hier klicken zum Ausklappen Mathematisch ausgedrückt: $(\vec{x}-\vec{p})\cdot\vec{n}=0$.
Sie dürfen auch nicht kollinear sein, das heißt darf kein Vielfaches von sein und umgekehrt. Die Richtungsvektoren spannen ein affines Koordinatensystem auf, wobei die affinen Koordinaten eines Punkts der Ebene sind. Jedem Wertepaar dieser Parameter entspricht dann genau ein Punkt der Ebene. Dreipunkteform [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Bei der Dreipunkteform wird eine Ebene durch die Ortsvektoren, und dreier Punkte der Ebene beschrieben. Eine Ebene besteht dann aus denjenigen Punkten im Raum, deren Ortsvektoren die Gleichung erfüllen. Die drei Punkte dürfen dabei nicht alle auf einer Geraden liegen. Auch hier entspricht jedem Wertepaar der Parameter genau ein Punkt der Ebene. Normale / Normalengleichung | Mathematik - Welt der BWL. Aus der Dreipunkteform erhält man die Punktrichtungsform, indem man einen der drei Punkte als Aufpunkt auswählt und als Richtungsvektoren die Verbindungsvektoren von diesem Punkt zu den anderen beiden Punkten wählt. Eine verwandte Darstellung einer Ebene mit Hilfe dreier Ebenenpunkte verwendet baryzentrische Koordinaten.
Einen Stützvektor der Gerade erhält man, je nachdem ob oder ungleich null ist, durch Wahl von oder. Analog lässt sich auf diese Weise auch aus der Achsenabschnittsform einer Geradengleichung ein Normalenvektor und ein Stützvektor ermitteln. Normalenform einer Ebenengleichung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Normalenform einer Ebenengleichung Analog wird eine Ebene im dreidimensionalen Raum in der Normalenform ebenfalls durch einen Stützvektor und einen Normalenvektor beschrieben. Eine Ebene besteht dann aus denjenigen Punkten im Raum, deren Ortsvektoren die Gleichung erfüllen. Normalengleichung einer ebene aufstellen. Der Stützvektor ist dabei wiederum der Ortsvektor eines beliebigen Punkts in der Ebene und der Normalenvektor ist ein Vektor, der senkrecht auf der Ebene steht. Das bedeutet, dass der Normalenvektor mit allen Geraden der Ebene, die durch den Stützpunkt verlaufen, einen rechten Winkel bildet. Eine äquivalente Darstellung der Normalenform ist wiederum und ein Punkt, dessen Ortsvektor die Normalengleichung erfüllt, liegt auf der Ebene.
1. Richtungsvektor Es muss ein Vektor gefunden werden, mit dem das Skalarprodukt null ergibt. Normalengleichung einer ebene in french. $\begin{pmatrix} 2 \\ -2 \\ 4 \end{pmatrix}\cdot\color{blue}{\begin{pmatrix} \, \\ \, \\ \, \end{pmatrix}} = 0$ Besonders einfach ist es, die erste Koordinate 0 zu setzen, die anderen beiden zu tauschen und ein Vorzeichen zu verändern. $\begin{pmatrix} 2 \\ \color{red}{-2} \\ \color{red}{4} \end{pmatrix}\cdot\begin{pmatrix} 0 \\ \color{blue}{-4} \\ \color{blue}{-2} \end{pmatrix} = 0$ $\vec{u}=\begin{pmatrix} 0 \\ -4 \\ -2 \end{pmatrix}$ 2. Richtungsvektor Hier wird jetzt einfach die letzte Koordinate 0 gesetzt, die anderen beiden getauscht und ein Vorzeichen verändert. $\begin{pmatrix} \color{red}{2} \\ \color{red}{-2} \\ 4 \end{pmatrix}\cdot\begin{pmatrix} \color{blue}{-2} \\ \color{blue}{-2} \\ 0 \end{pmatrix} = 0$ $\vec{v}=\begin{pmatrix} -2 \\ -2 \\ 0 \end{pmatrix}$ Einsetzen $\text{E:} \vec{x} = \vec{a} + r \cdot \vec{u} + s \cdot \vec{v}$ $\text{E:} \vec{x} = \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} + r \cdot \begin{pmatrix} 0 \\ -4 \\ -2 \end{pmatrix}$ $+ s \cdot \begin{pmatrix} -2 \\ -2 \\ 0 \end{pmatrix}$
Der Normalenvektor muss hierbei die Länge eins haben und vom Koordinatenursprung in Richtung der Ebene zeigen. Man erhält die hessesche Normalform aus der Normalenform durch Normierung und Orientierung des Normalenvektors sowie durch anschließende Wahl von. Die hessesche Normalform erlaubt eine effiziente Berechnung des Abstands eines beliebigen Punkts im Raum zu der Ebene, denn das Skalarprodukt entspricht gerade der Länge der Orthogonalprojektion eines beliebigen Vektors auf die Ursprungsgerade mit Richtungsvektor. Verallgemeinerungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Auch in höherdimensionalen Räumen können Ebenen betrachtet werden. Normalengleichung einer evene.fr. Eine Ebene ist dann eine lineare 2-Mannigfaltigkeit im -dimensionalen euklidischen Raum. Die Parameterform und die Dreipunkteform behalten ihre Darstellung, wobei lediglich mit -komponentigen statt dreikomponentigen Vektoren gerechnet wird. Durch die impliziten Formen wird allerdings in höherdimensionalen Räumen keine Ebene mehr beschrieben, sondern eine Hyperebene der Dimension.
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