Kugelgleichung aus 3 Punkten und Berührpunkt Ebene

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slighty33 Auf diesen Beitrag antworten »
Kugelgleichung aus 3 Punkten und Berührpunkt Ebene
Kugel bestimmen, welche durch die Punkte A(7|5|6), B(4|-2|10), C(0|1|9) geht und die Ebene E: 2x1+2x2+x3=31 berührt.

->normalenvektor der Ebene

Hilfestellung (a-m)²=(b-m)²=(c-m)²=r² // a,b,c,m sind die Vektoren von A;B;C;M
M hat Abstand r von E

Aus diesen 4 Bedingungen ergeben sich r und M

Folgender Allgemeiner Ansatz besteht:

Ich hab 3 Punkte und 1 unbekannten Berührpunkt, dass läuft wahrscheinlich auf Kugel aus 4 Punkten hinaus, dass is mir bekannt wie ich hier vorgehen muss, von dort nehm ich jetzt auch einfach mal den Ansatz.

1. Gleichung von 3
Vektor von M nach A im Quadrat minus Vektor von M nach B im Quadrat=0
x1=a1 für Punkt A, das gleiche gilt für Punkt B x1=b1 usw.
x2=a2
x3=a3

Die Gleichung sieht nun so aus:
m1(b1-a1)+m2(b2-a2)+m3(b3-a3)=1/2(b1²+b2²+b3²-(a1²+a2²+a3²))

2. Gleichung von 3
Vektor von M nach A im Quadrat minus Vektor von M nach C im Quadrat=0

Die Gleichung sieht nun so aus:
m1(c1-a1)+m2(c2-a2)+m3(c3-a3)=1/2(c1²+c2²+c3²-(a1²+a2²+a3²))

3. Gleichung von 3
Hier happerts ich weiß den Berührpunkt nicht, den Mittelpunkt nicht und den Radius auch nicht....ich hab mit abstand M nach E=r und M+ x*normalenvektor=r versucht in ne Formel zu verwurschteln aber da blieb mir immer der Berührpunkt als weitere unbekannte.


Frage: Stimmt mein Ansatz und wenn ja, wie krieg ich die 3. Gleichung??
Bjoern1982 Auf diesen Beitrag antworten »

Hmm...ich kann nicht genau nachvollziehen was du da machst.
Prinzipiell sieht es aber doch so aus, dass du eine Kugelgleichung bestimmen sollst, welche 4 Unbekannte, nämlich m1,m2,m3 (als Koordinaten des Mittelpunktes der Kugel) und r, also den Kugelradius, hat.

Demzufolge brauchst du 4 Gleichungen um eine eindeutige Lösung für deine 4 Unbekannten zu erhalten.

3 Gleichungen erhälst du durch Einsetzen der Punkte in (x-m1)²+(y-m2)²+(z-m3)²=r²

Die letzte Gleichung ergibts ich aus der Tatsache, dass man aus der HNF der Ebene E den Abstand vom Mittelpunkt M(m1/m2/m3) zur Ebene bestimmen kann und dies dann dem Radius r der Kugel entspricht.
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