Geometrie Vektorrechnung

Erste Frage Aufrufe: 105     Aktiv: 23.09.2024 um 00:23

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Hey, ich bräuchte Hilfe bei der Mathe Aufgabe Nr b) und c). Welchen Ansatz hättet ihr zu den Aufgaben? Es geht um Vektorrechnung.

Meine Ansätze:

Bei b) könnte ich zwei Geraden erzeugen. Einmal eine zwischen Q und M und eine Zwischen B (Punkt b nur 8 in Z richtung) und C (Punkt c nur 8 in Z Richtuntung). Nur was mache ich dann mit denen?

Bei c) könnte ich auch zwei Gerade erzeugen. Der Punkt R´ soll ja auf dem Vektor liegen. Aus dem jetzigen Punkt R könnte ich eine Gerade erzeugen und sie mit der anderen erzeugten Gerade gleichstellen, um irgendwie die fehlenden x und y Koordinaten zu berechnen.

So eine richtige Lösung habe ich dennoch nicht.
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Habe meine Antwort zu b) nochmal erweitert.   ─   m.simon.539 23.09.2024 um 00:23
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Bei b) habe ich zwei Lösungsvarianten.

Variante 1: Rein rechnerisch

Du musst eine Gerade g von der Spitze der Wetterfahne bis zu den Augen des Beobachters ziehen,
also von Q nach M'(6,  10,  1,8).
Der Beobachter kann Q sehen, wenn g den Turm (ohne Wetterfahne) nie schneidet.
Das ist der Fall, wenn g das Quadrat A'B'C'D' nicht schneidet. Dabei ist A'B'C'D' das Quadrat ABCD, nur um 8 m angehoben.
Hierzu ist zunächst der Schnittpunkt S von der Ebene \(x_3=8\) und g zu berechnen.
Liegt S im Quadrat A'B'C'D', so kann der Beobachter den Punkt Q nicht sehen.

Um auszurechnen, ob S nun im Quadrat  A'B'C'D' liegt, muss man \(\lambda, \mu\) finden, so dass
    \(\overrightarrow{A'S'} = \lambda \;\,\overrightarrow{A'B'} + \mu\;\, \overrightarrow{A'C'}\).
Wenn \(0\le \lambda \le 1\) und \(0 \le \mu \le 1\), dann liegt S im Quadrat  A'B'C'D'.

Variante 2: Mit Zeichnen
Man nehme das
Quadrat A'B'C'D' von Variante 1 und projeziere es von Q aus auf die Ebene \(x_3=1,8\).
Es ergibt sich ein Quadrat A"B"C"D".
Es ist also A'' der Schnittpunkt der Geraden \(\overline A'Q\) mit der Ebene \(x_3=1,8\), usw.

Dieses Quadrat zeichne man zusammen mit den Punkt M'  in der \(x_3=1,8\); man entfernt also die \(x_3\)-Koordinate von den Punkten A", B", C", D" und M' und zeichne das dann auf ein Blatt Papier.
Liegt dann M' im Quadrat A"B"C"D", dann kann der Beobachter Q nicht sehen.
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Bei c) muss man den Punkt T der Wetterfahnenstange betrachten, der auf gleicher Höhe wie R liegt.
Das ist T(2,5,14).
Geht man von T nach R, so hat man \(\overrightarrow{TR} = \left( \begin{array}{c} 2\\2\\0 \end{array} \right) \).
Die Länge dieses Vektors ist \(\sqrt{8}\). Das ist die Länge der Wetterfahne.
Die bleibt gleich, auch wenn der Wind sich ändert.
Was sich bei Windwechsel aber ändert, ist die Richtung.
Also hat der Vektor \(\overrightarrow{TR'}\) die gleiche Richtung wie \(\vec w\) und die Länge von \(\sqrt{8}\).
Dieser Vektor ist eindeutig.
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