Polarebenen

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dasmow Auf diesen Beitrag antworten »
Polarebenen
Hi, ich habe eine Aufgabe, die ich zwar gelöst hab, aber nur auf einem elend langen weg und ich bin eigentlich ziemlich sicher, dass es auch noch einen kürzeren geben muss.. vielleicht könnt ihr mir ja helfen? smile
Also die Aufgabe lautet
"Welchen Pol hat die Polarebene E: 3*X1 + X2 + 2*X3 = 4 bezüglich der Kugel K: [x-(1/1/1)]²=12?"

das x aus der Kugel ist natürlich ein vektor, hab nur kein plan wie man das hier schreibt Augenzwinkern
also wär cool, wenn mir jemand helfen kann..
danke,
mow
mYthos Auf diesen Beitrag antworten »

Hi!

Den Pol (p1|p2|p3) gewinnt man verhältnismäßig einfach durch Koeffizientenvergleich.

(p1 - 1)*(x1 - 1) + (p2 - 1)*(x2 - 1) + (p3 - 1)*(x3 - 1) = 12

allg. Gleichung der Polarebene der geg. Kugel
x1, x2, x3 laufende Koordinaten, p1, p2, p3 Koordinaten des Pols

(p1 - 1)*x1 + (p2 - 1)*x2 + (p3 - 1)*x3 = 12 + p1 - 1 + p2 - 1 + p3 - 1

vergleiche mit
3x1 + x2 + x3 = 4
------------------------------------------------------

(p1 - 1)*x1 + (p2 - 1)*x2 + (p3 - 1)*x3 = 9 + p1 + p2 + p3
3x1 + x2 + x3 = 4
------------------------------------------------------

nun multipliziere die Gleichungen so, dass einer der Koeffizienten (von x1, x2, x3 oder dem allg. Glied) in beiden gleich wird, dann müssen auch die anderen Koeffizienten übereinstimmen; daraus gewinnt man 3 Gleichungen für p1, p2, p3
» Die erste Gleichung mit 3, die zweite mit p1 - 1 multiplizieren:

3(p1 - 1)*x1 + 3(p2 - 1)*x2 + 3(p3 - 1)*x3 = 27 + 3p1 + 3p2 +3p3
3(p1 - 1)*x1 + (p1 - 1)*x2 + (p1 - 1)*x3 = 4p1 - 4
------------------------------------------------------------------------------------------------

3p2 - 3 = p1 - 1
3p3 - 3 = p1 - 1
3p2 + 3p3 = p1 - 31
--------------------------------

p2 = p3
------------

3p2 = p1 + 2
6p2 = p1 - 31
--------------------

3p2 = -33

p2 = -11; p3 = -11; p1 = -35

Also lautet der Pol P(-35;-11;-11)

Gr
mYthos
dasmow Auf diesen Beitrag antworten »

oki das ist wesentlich unkomplizierter als mein weg Augenzwinkern
dankeschön, auch wenn wir jetzt beide mit ner anderen ebene gerechnet haben smile
3*x1 + x2 + 2*x3 = 4
3*x1 + x2 + x3 = 4

Augenzwinkern
mYthos Auf diesen Beitrag antworten »

Sorry, ich habe das falsch abgeschrieben; ist aber eigentlich egal, es bleibt der gleiche Weg ....

(p1 - 1)*x1 + (p2 - 1)*x2 + (p3 - 1)*x3 = 12 + p1 - 1 + p2 - 1 + p3 - 1

vergleiche mit
3x1 + x2 + 2x3 = 4
------------------------------------------------------

(p1 - 1)*x1 + (p2 - 1)*x2 + (p3 - 1)*x3 = 9 + p1 + p2 + p3
3x1 + x2 + 2x3 = 4
------------------------------------------------------

............

3(p1 - 1)*x1 + 3(p2 - 1)*x2 + 3(p3 - 1)*x3 = 27 + 3p1 + 3p2 +3p3
3(p1 - 1)*x1 + (p1 - 1)*x2 + 2(p1 - 1)*x3 = 4p1 - 4
------------------------------------------------------------------------------------------------

3p2 - 3 = p1 - 1
3p3 - 3 = 2p1 - 2
3p2 + 3p3 = p1 - 31
--------------------------------

p3 = -11
------------

2p2 = -10
p2 = -5
--------------------

-34 = 2p1
p1 = -17
-------------

Pol: P(-17;-5;-11)

Gr
mYthos
dasmow Auf diesen Beitrag antworten »

hehe, danke dass du dir die mühe nochmal machst, jetzt kann ich meine ergebnisse wenigstens überprüfen, hab das nämlich so noch nie gemacht!!
Polarbär Auf diesen Beitrag antworten »

3p2 = p1 + 2
6p2 = p1 - 31

Diesen Schritt verstehe ich nicht. Wieso ist es nicht 6p2 = 2p1+4?
 
 
Polarbär Auf diesen Beitrag antworten »

Bitte, es ist sehr wichtig! Ich verstehe den Zusammenhang einfach nicht. Kann mit bitte jemand diesen Koeffizientenvergleich ganz erklären? Alles was auf der linken Seite der Gleichung passiert verstehe ich ja, es ist die rechte die mir Kopferbrechen bereitet d.h. was fange ich mit den Werten rechts an?
Poff Auf diesen Beitrag antworten »

Oder so.
(Kugel M, r), Polarebene E, ausgelesene Normale N

Du fällst das Lot von M auf PE mit Fußpunkt F

F = M - E(M)/|N|^2 * N

und berechnest mit

P = M + (r/|F-M|)^2*(F-M)

den Pol.
mYthos Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Polarbär
3p2 = p1 + 2
6p2 = p1 - 31

Diesen Schritt verstehe ich nicht. Wieso ist es nicht 6p2 = 2p1+4?


Es sind zwei verschiedene Gleichungen, die zufällig fast gleich aussehen! Aus den ersten beiden Gleichungen folgt ja p2 = p3, deswegen wird 3p2 + 3p3 einfach zu 6p2!

Da nur der Koeffizient der x1 - Glieder gleich ist, müssen die anderen und damit auch rechten beiden Terme ebenfalls gleichgesetzt werden. Diese sind ebenfalls durch Multiplikation der ersten Gleichung mit 3 und der zweiten Gleichung mit (p1 - 1) entstanden.

Die rechten Terme werden also gleich wie die anderen Koeffizienzen behandelt (sie sind gleichsam der Koeffizient des allgemeinen Gliedes, also Konstante).

Gr
mYthos
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