Abstände von Ebenen
Abstandsprobleme
Abstand zweier Ebenen E und F voneinander
Nach dem Abstand zweier Ebenen voneinander zu fragen ist natürlich nur dann sinnvoll, wenn die Ebenen parallel sind. In diesem Falle wählt man einen beliebigen Punkt auf E und berechnet den Abstand dieses Punktes zur Ebene F, wie oben bereits vorgestellt und im folgenden Beispiel noch einmal erklärt:
Beispiel
Welchen Abstand haben die beiden Ebenen E: $x_1-2x_2+2x_3=3$ und H: $-2x_1+4x_2-4x_3=-42$ voneinander?
- Zuerst einmal stellt man sicher, dass die Ebenen parallel zueinander verlaufen und nicht identisch sind.
Ersteres zeigen uns die Normalenvektoren $\vec{n_E}= \begin{pmatrix} 1\\-2\\2 \end{pmatrix}$ und $\vec{n_H}= \begin{pmatrix} -2\\4\\-4 \end{pmatrix}$, die kollinear sind, denn es gilt $\vec{n_H} = -2 \cdot \vec{n_E}$.
Wählt man ein Punkt auf E, zum Beispiel P(3|0|0), sieht man leicht, dass P nicht auch auf H liegt, denn $-2 \cdot 3 = -6 \neq -42$. - Wir wählen einen Punkt auf E - zum Beispiel P(3|0|0) - und bestimmen seinen Abstand zur Ebene H. Hierzu nutzen wir die Hessesche Normalenform für Ebenen:
Für den Abstand d(P;H) gilt:
$d(P;H)= \frac{|-2x_1+4x_2-4x_3+42|}{\sqrt{(-2)^2+4^2+(-4)^2}}=\frac{|-2 \cdot 3+42|}{\sqrt{4+16+16}}=\frac{36}{6}=6$.
Hinweis:
Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.
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