"Punktprobe" ist eine kurz formulierte Aufgabe aus der Mathematik: Sie sollen überprüfen, ob ein Punkt auf einer von Vektoren vorgegebenen Geraden oder Ebene liegt. Für die Punktprobe sind nur wenige Zeilen an Rechenschritten notwendig. In einem dreidimensionalen Koordinatensystemen können Sie Geraden oder Ebenen mithilfe von Vektoren beschreiben. Für eine Gerade benötigen Sie einen Aufpunkt A sowie einen Richtungsvektor r. Eine Ebene ist gegeben durch einen Aufpunkt A sowie zwei Vektoren r und s, die die Ebene aufspannen. Bei der Punktprobe sollen Sie prüfen, ob ein Punkt auf dieser Geraden bzw. Ebene liegt. Beachten Sie bitte, dass in der Vektorrechnung der Oberstufe Geraden und Ebenen als Spalten, also untereinander, geschrieben werden (vgl. Durchführen der Punktprobe von Funktionen – kapiert.de. Abb. ). In diesem Artikel ist dies jedoch nicht möglich, es wurde eine Zeilenschreibweise vorgenommen. Gerade und Punkt - Lage im Raum. © Suse Goldblatt Punktprobe für eine Gerade – so geht's Zunächst müssen Sie die Geradengleichung kennen. Diese wird in Vektorschreibweise angegeben durch einen Aufpunkt A (0/2/-1), der zur Geraden hinführt, und einem Richtungsvektor r = (1/-1/3).
Ein Punkt kann entweder auf einer Geraden liegen oder nicht: In dem folgenden Bild liegt $A$ auf der Geraden und $B$ nicht. Wenn ein Punkt nicht auf einer Geraden liegt, kannst du den Abstand dieses Punktes zu der Geraden berechnen. Punktprobe bei Geraden in der Vektorgeometrie: Parameterwert | Mathelounge. Punktprobe Um zu prüfen, ob ein Punkt auf einer Geraden liegt, führst du eine Punktprobe durch. Du setzt hierfür den Ortsvektor des Punktes für $\vec x$ in die Geradengleichung ein. So erhältst du ein lineares Gleichungssystem mit drei Gleichungen und einer Unbekannten, dem Parameter. Wir schauen uns dies an einem Beispiel an: $g:\vec x=\begin{pmatrix} 1\\2\\1 \end{pmatrix}+r\cdot \begin{pmatrix} 1\\-1\\3 \end{pmatrix}$ Prüfe, ob der Punkt $A(2|2|3)$ auf dieser Geraden liegt. Setze den Ortsvektor von $A$ für $\vec x$ ein: $\begin{pmatrix} 2\\2\\3 \end{pmatrix}=\begin{pmatrix} Schau dir nun von oben nach unten die Gleichungen an: $\begin{array}{rll} \text{I:} & 2 &=& 1+r \\ \text{II:} & 2 &=& 2-r \\ \text{III:} & 3 &=& 1+3r \end{array}$ Die Gleichung $\text{I}$ liefert $r=1$ und die Gleichung $\text{II}$ führt zu $r=0$.
Bei der Punktprobe wird rechnerisch entschieden, ob ein Punkt in einer gegebenen Punktmenge liegt, also ob Inzidenz vorliegt. Dabei sind verschiedene Punktmengen möglich: Liegt ein Punkt auf einem Funktionsgraphen in einem x-y- Koordinatensystem? auf einer Geraden im dreidimensionalen Koordinatensystem? auf einer Ebene im dreidimensionalen Koordinatensystem? Verfahren [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Eine Punktprobe wird durchgeführt, indem man die Koordinaten des Punktes in die Gleichung der Punktmenge einsetzt. Erfüllt der Punkt die Gleichung, d. h. entsteht eine wahre Aussage, so liegt der Punkt in der Punktmenge. Entsteht eine falsche Aussage, so liegt der Punkt nicht in der Punktmenge. Wie macht man die Punktprobe bei der Aufgabe liegt der Punkt auf der Geraden? | Mathelounge. Somit ist es möglich, am Ende einer Rechnung zu überprüfen, ob z. B. ein berechneter Schnittpunkt zweier Geraden tatsächlich auf beiden Geraden liegt. Beispiele [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Lineare Funktion [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Liegt der Punkt auf der Geraden mit der Funktionsgleichung?
Da du zwei verschiedene Lösungen für $r$ bekommst, ist das Gleichungssystem nicht lösbar. Der Punkt $A$ liegt also nicht auf der Geraden. Wenn er auf der Geraden liegt, löst ein Wert für $r$ alle drei Gleichungen. Dies schauen wir uns am Beispiel einer Zwei-Punkt-Gleichung einer Geraden durch die Punkte $P(2|1|4)$ sowie $Q(6|3|0)$ an. Punktprobe bei geraden vektoren. Der Richtungsvektor der Geraden ist der Verbindungsvektor der beiden Punkte und der Stützvektor der Ortsvektor eines der beiden Punkte:
2\\1\\4
4\\2\\-4
Nun sollst du die relative Lage des Punktes $B(4|2|2)$ prüfen. Die Punktprobe führt zu $r=0, 5$. Der Punkt liegt also auf der Geraden. Wir schauen uns die Bedeutung des Parameters $r$ bei einer Zwei-Punkt-Gleichung etwas genauer an: Wenn du wie in diesem Beispiel den Ortsvektor des Punktes $P$ als Stützvektor und den Verbindungsvektor von diesem Punkt aus zu dem anderen Punkt als Richtungsvektor verwendest, kannst du feststellen:
$r=0$ führt zu dem Punkt $P$. $r=1$ führt zu dem Punkt $Q$. $0 Aufgabe 1:
Folgende Gerade ist gegeben:
Prüfe rechnerisch, ob die Punkte P1 (1/3/-1), P2 ( 7/9/8) und P3 (3/2/4)
auf der Geraden liegen. Zur visuellen Veranschaulichung zeichnen wir zunächst die Gerade:
PUNKT P 1:
Liegt der Punkt P 1 (1/3/-1) auf der Geraden? Um dies zu überprüfen setzten wir die Gerade gleich dem Ortsvektor. Der Punkt liegt nur auf der Geraden, wenn es ein ´r´ gibt, dass alle 3 Gleichungen erfüllt. Wir überprüfen anhand des Koordinatensystems:
Wir sehen: Der Punkt liegt in der Tat auf der Geraden. PUNKT P 2:
Liegt der Punkt P 1 (7/9/8) auf der Geraden? Um dies zu überprüfen setzten wir erneut die Gerade gleich dem Ortsvektor. Wir überprüfen erneut anhand des Koordinatensystems:
PUNKT P 3:
Liegt der Punkt P 3 (3/2/4) auf der Geraden? Wir erhalten unterschiedliche Werte für r. Daraus folgt, dass der Punkt P 3 nicht auf der Geraden liegen kann. s. auch:
-> Parametergleichungen von Geraden aufstellen, Geradenpunkte ermitteln
-> Vektorielle Darstellung von Geraden im dreidimensionalen Raum
-> Parallele und identische Geraden erkennen
-> Ebenen darstellen aus zwei Geraden
Mathe
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