Gesucht ist der minimale Abstand zwischen einem Punkt und einer Geraden. Minimale oder maximale Entfernung zweier Funktionsgraphen. $$ g: \vec{x} = \vec{a} + t \vec{v} \;\;\; P = \begin{pmatrix} p_1 \\ p_2 \\ p_3 \end{pmatrix} Der Abstand eines beliebigen Punktes $\vec{x}$ zum Punkt P bestimmt sich nach: d = |\vec{x} - \vec{p}| Wenn $\vec{x}$ ein Punkt der Geraden ist, gilt: d = \left| \vec{a} + t \vec{v} - \vec{p} \right| Der Abstand ist nur von der Variablen t abhängig. Somit ist der Abstand eine Funktion von t und man kann mit Hilfe der Differentialrechnung den kürzesten Abstand bestimmen: $ d_{min}'(t) = 0 $ und $ d_{min}''(t) \neq 0 $ Beachten Sie, dass dies das einzige Verfahren ist, bei dem Sie den Lotpunkt L nicht bestimmen müssen. Beispiel g: \vec{x} = \begin{pmatrix} 13 \\ 12 \\ 7 \end{pmatrix} + t \begin{pmatrix} 3 \\ 0 \\ -1 \end{pmatrix} P(2|3|4) \begin{array}{rcl} d &=& - \begin{pmatrix} 2 \\ 3 \\ 4 \end{pmatrix} \\ &=& \begin{pmatrix} 11 \\ 9 \\ 3 \end{pmatrix} \sqrt{ (11+3t)^2 +(9 + 0t)^2 +(3 - t)^2} \sqrt{(121 + 66t + 9t^2) + (81) + (9 - 6t + t^2)}\\ &=& \sqrt{211 + 60t + 10t^2} \end{array} Um nicht die Wurzelfunktion abzuleiten, untersuchen wir das Quadrat des Abstandes.
Der Rest ist Abstandsberechnung zwischen Punkt und Gerade. 4. Geraden liegen windschief zueinander Der schwierigste Fall in der Abstandsberechnung zwischen zwei Geraden. Um den Abstand hier zu erhalte, bildet man zunächst eine Hilfsebene. Als Richtungsvektoren der Hilfsebene verwendet man die Richtungsvektoren der beiden Geraden. Als Stützvektor nimmt man den Stützvektor einer der beiden Geraden. Dadurch erhält man eine Ebene, in der eine der beide Geraden liegt (die, deren Stützvektor verwendet wurde). Die andere Gerade schneidet die Ebene aber nicht, sondern läuft parallel zu dieser (ihr Richtungsvektor kommt ja auch in der Ebene vor). Abstand Gerade von Gerade (Vektorrechnung) - rither.de. Den Abstand der beiden Geraden kann man dann berechnen, indem man den Abstand der Ebene zu der Geraden, die nicht in der Ebene liegt, bestimmt. Also in Kurzform: Zwei windschiefe Geraden gegeben (z. B. g und h) Hilfsebene bilden: Als Richtungsvektoren die Richtungsvektoren der Geraden. Als Stützvektor der Stützvektor einer Geraden (z. g). Eine Gerade liegt dann in der Hilfsebene (hier: g), eine liegt parallel zu dieser (hier: h).
Auf dieser Seite wird die folgende klassische Extremwertaufgabe untersucht: Gegeben sind zwei Funktionen $f$ und $g$ sowie eine Gerade $x = u$. Die Gerade $x = u$ schneidet den Graphen von $f$ im Punkt $P$ und den Graphen von $g$ im Punkt $Q$. Gesucht ist der Wert von $u$, für den die Länge der Strecke $\overline{PQ}$ minimal oder maximal wird. Das erste Beispiel wird vollständig durchgerechnet. Vektorrechnung: Abstand: Punkt - Gerade: Extremwertproblem. Das zweite Beispiel beleuchtet im Wesentlichen die Unterschiede zur Standardaufgabe. Beispiel 1: Keine Schnittpunkte Gegeben sind die Funktionen $f$ und $g$ mit den Gleichungen $f(x)=0{, }5x^2-4x+13$ und $g(x)=-1{, }5x^2+6x-4$. Die Gerade $x=u$ schneidet den Graphen von $f$ im Punkt $P$ und den Graphen von $g$ im Punkt $Q$. Für welchen Wert von $u$ ist die Länge der Strecke $\overline{PQ}$ minimal, und wie lang ist die minimale Streckenlänge? Wir schauen uns zunächst die Graphen an. Üblicherweise bekommt man die Graphen oder muss sie in einer vorangehenden Teilaufgabe skizzieren. Da der Graph von $f(x)$ eine nach oben geöffnete Parabel ist, stellt der blaue Graph $f(x)$ dar.
1. Einleitung Der Abstand zweier Geraden voneinander wird definiert durch den kürzesten Abstand zwischen beiden. Man sucht also die beiden Punkte auf einer Geraden, die so nah wie möglich zueinander liegen. Sozusagen wie die Luftlinie zwischen zwei Städten. Es gibt aber leider keine Formel, die man immer anwenden kann, um den Abstand zweier Geraden zu ermitteln. Stattdessen gibt es insgesamt drei verschiedene Vorgehensweisen. Wie man rechnen muss, bestimmt sich durch die Lage der beiden Geraden zueinander: Die Geraden schneiden sich: Hier kann man sich ordentlich freuen, denn die beiden am nächsten zueinander liegenden Punkte auf den beiden Geraden liegen logischerweise genau im Schnittpunkt. Damit ist der Abstand entsprechend 0. Die Geraden liegen parallel zueinander: Hier gibt es nicht zwei eindeutig bestimmbare Punkte, die am nächsten zueinander liegen, sondern unendlich viele. Das macht die ganze Sache glücklicherweise aber nicht viel schwerer, denn es gibt immer einen kürzesten Abstand, auch wenn der hier an mehreren Stellen gilt.
Das ist ja die normale Abstandsberechnung. Ist es auch gleichzeitig der minimale Abstand? Vielen Dank =) 12:10 Uhr, 13. 2011 Der Abstand ist das Lot, also die kürzeste Verbindung, also der "minimalste" Abstand. Ich habe auf die Zeit nicht geachtet, ich habe nur die Geraden gesehen. Ich schaue sie mir jetzt nochmal genauer an. 12:21 Uhr, 13. 2011 Okay, danke;-) Aber bei den Zeiten muss ich auch nichts beachten oder? LG 12:26 Uhr, 13. 2011 Hier ist nicht der kürzeste Abstand zwischen 2 windschiefen Geraden nicht umbedingt der minimalste Abstand der Flugzeuge, da diese ja nicht umbedingt zur gleichen Zeit diese Punkte erreichen. 12:43 Uhr, 13. 2011 Okay ja das hab ich mir schon gedacht. Aber wie mache ich das jetzt? maxsymca 13:08 Uhr, 13. 2011 Im Prinzip berechnest Du den Abstand f ( t) von zwei Punkten auf den Geraden. Bildest die Ableitung und suchst das Minimum.... Ist das der Originaltext? So bleiben einige Fragen.... Wo ist der Zeitpunkt Null? Annahme: der jeweilige Ortsvektor also A: g ( 0) und B: h ( 0)?
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