Auf dieser Seite geht es darum, wie sich eine gegebene Normalengleichung einer Ebene in eine vektorielle Parametergleichung dieser Ebene umwandeln lässt. Dazu sei die folgende Ebene E in Normalenform gegeben: Eine Parametergleichung dieser Ebene lässt sich auf zwei verschieden Weisen herstellen. Parametergleichung, Normalengleichung und Koordinatengleichung | Mathelounge. Für beide Varianten benötigt man zunächst die Koordinatenform der Ebene. Dazu bringen wir die gegebene Normalengleichung in die folgende Form und schreiben Vektor → x komponentenweise mit x, y, z Ausrechnen des Skalarproduktes auf beiden Seiten liefert die Koordinatenform 2x + 3y + 4z = 19 Aus dieser Darstellung können wir nun problemlos eine Parametergleichung der Ebene gewinnen.
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Folglich gilt: $$ {\color{red}4}x_1 + {\color{red}3}x_2 - 5 = 0 \quad \Rightarrow \quad \vec{n} = \begin{pmatrix} {\color{red}4} \\ {\color{red}3} \end{pmatrix} $$ Beliebigen Aufpunkt $\vec{a}$ berechnen Als Aufpunkt können wir jeden beliebigen Punkt auf der Gerade verwenden. Punkte, die auf der Gerade liegen, haben die Eigenschaft, dass sie die Koordinatengleichung $4x_1 + 3x_2 - 5 = 0$ erfüllen. Wenn wir z. B. Umwandlung von Normalenform in Koordinatenform - Matheretter. für $x_2$ gleich $1$ einsetzen $$ 4x_1 + 3 \cdot 1 - 5 = 0 $$ $$ 4x_1 + 3 - 5 = 0 $$ $$ 4x_1 - 2 = 0 $$ und die Gleichung anschließend nach $x_1$ auflösen, erhalten wir $$ 4x_1 - 2 = 0 \quad |+2 $$ $$ 4x_1 = 2 \quad |:4 $$ $$ x_1 = 0{, }5 $$ Der Punkt $(0{, }5|1)$ liegt folglich auf der Gerade. Diesen können wir als Aufpunkt hernehmen: $$ \vec{a} = \begin{pmatrix} 0{, }5 \\ 1 \end{pmatrix} $$ $\vec{n}$ und $\vec{a}$ in die Normalenform einsetzen $$ g\colon\; \vec{n} \circ \left[\vec{x} - \vec{a}\right] = \begin{pmatrix} 4 \\ 3 \end{pmatrix} \circ \left[\begin{pmatrix} x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} 0{, }5 \\ 1 \end{pmatrix}\right] = 0 $$
Geschrieben von: Dennis Rudolph Freitag, 12. Juni 2020 um 17:50 Uhr Die Umwandlung einer Ebene von der Normalenform in die Parameterform sehen wir uns hier an. Dies sind die Themen: Eine Erklärung, wie man Ebenen umwandelt. Beispiele für die Umwandlung von Normalenform in eine Parametergleichung. Aufgaben / Übungen zum Umwandeln von Ebenen. Ein Video zur Ebenenumwandlung. Ein Frage- und Antwortbereich zu diesem Gebiet. Tipp: Um diese Ebenenumwandlung durchzuführen, braucht ihr das Skalarprodukt. Wir werden dieses hier gleich noch vorstellen. Wem dies nicht reicht wirft jedoch noch einen Blick auf Skalarprodukt berechnen. Normalenform in Parameterform Teil 1 So geht man vor um eine Ebene von der Normalenform in die Parameterform umzuformen: Schritt 1: Normalenform in Koordinatenform umwandeln. Schritt 2: Koordinatenform in Parameterform umwandeln. Schritt 1: Normalenform in Koordinatenform Wandle diese Gleichung in die Parameterform um. Lösung: Im ersten Schritt stellen wir zunächst die Gleichung auf wie in der folgenden Grafik zu sehen.
Habt ihr die Parameterform einer Ebene gegeben und möchtet die Normalenform haben, geht ihr so vor: Normalenvektor berechnen, durch das Kreuzprodukt der beiden Spannvektoren Aufpunkt auswählen, dazu könnt ihr einfach den von der Parameterform nehmen, dies ist einfach irgendein Punkt, der auf der Ebene liegt dann nur noch den Normalenvektor und Aufpunkt in die Normalenform einsetzen Gegebensei die Ebene in Parameterform: 1. Berechnet den Normalenvektor durch das Kreuzprodukt der beiden Spannvektoren: 2. Nehmt einfach denselben Aufpunkt wie bei der Parameterform so müsst ihr hier nichts machen. 3. Setzt alles in die Formel der Normalenform ein:
Diese stellen wir im Anschluss um: Auf beiden Seiten der Gleichung müssen wir jetzt das Skalarprodukt berechnen. Dazu multiplizieren wir Zeile für Zeile und setzen ein Plus jeweils dazwischen. Wer dazu noch mehr sehen möchte wirft einen Blick in Skalarprodukt berechnen. Die Gleichung vereinfachen wir noch und stellen diese nach -21 um. Anzeige: Normalenform in Parameterform Teil 2 Die Gleichung liegt jetzt in Koordinatenform vor und wird weiter umgewandelt in eine Parameterform. Schritt 2: Koordinatenform in Parameterform Wir nehmen die Koordinatenform aus der letzten Rechnung und stellen die Gleichung nach x 3 um. Im Anschluss setzen wir x 1 = r und x 2 = s. Dieses ersetzen machen wir auch in unserer Gleichung die nach x 3 aufgelöst wurde. Die Gleichungen mit x 1 = r und x 2 = s schreiben wir ausführlicher hin mit Zahl, r und s. Wir ergänzen im Prinzip 0er-Angaben. In dieser Form können wir direkt die Ebenengleichung in Parameterform ablesen und aufschreiben. Aufgaben / Übungen Ebenen umwandeln Anzeigen: Video Ebene umwandeln Erklärung und Beispiel Wir haben noch kein Video zum Thema Normalenform in Parameterform, sondern nur zu einem ähnlichen Fall.