Lösungswege Mathematik Oberstufe 6, Schülerbuch

167 Vektoren > Rechnen mit Vektoren im dreidimensionalen Raum Nenne ein allgemeines Entscheidungsmerkmal, an dem man Punkte erkennen kann, die a) in der xy-Ebene liegen b) auf der z-Achse liegen c) in der yz-Ebene liegen. Ein Spiegel wird in der xz-Ebene aufgestellt. Der Vektor ​⇀a ​ g i b t d i e Richtung eines einfallenden Lichtstrahls an. Gib einen Vektor ​⇀a ​ r ​an, der in Richtung des reflektierten Lichtstrahls weist. (Es gilt das Reflexionsgesetz: einfallender und reflektierter Strahl müssen mit dem Spiegel den gleichen Winkel einschließen und in einer senkrechten Ebene zum Spiegel liegen). a) ​⇀a ​ = ​(​ 0 4 ​ 0 ​)​ b) ​⇀a ​ = ​( ​ 1 4 ​ 0 ​)​ c) ​⇀a ​ = ​(​ 0 4 ​ 1 ​)​ d) ​⇀a ​ = ​( ​ 1 4 ​ 1 ​)​ Vektor zwischen zwei Punkten Gegeben sind die folgenden Punkte: A = ​(2​|​− 3​), ​B = (3​|​4​), ​C = (− 2​|​1​), D = ​(− 5​|​− 3​), ​O = (0​|​0​). Berechne die angegebenen Vektoren. a) ​⎯ ⇀AB​ b) ​⎯ ⇀OB​ c) ​⎯ ⇀BA​ d) ​⎯ ⇀CD​ e) ​⇀CA​ f) ​⎯ ⇀OC​ g) ​⎯ ⇀CO​ h) ​⎯ ⇀DA​ i) ​⎯ ⇀AD​ j) ​⎯ ⇀DC​ Analog zur Vektorrechnung in der Ebene (im ​ℝ ​2​) kann man den Vektor zwischen zwei Punkten auch im Raum (im ​ℝ ​3​) mit Hilfe der „Spitze-minus-Schaft“-Regel berechnen. Berechne den Vektor ​⎯ ⇀AB​. ​A = (2​|​1​|​1)​, ​B = (5​|​2​|​4​) ​⎯ ⇀AB ​ = B − A = ​(​ 5 2 ​ 4 ​) ​− ​(​ 2 1 ​ 1 ​) ​= ​(​ 3 1 ​ 3 ​)​ Vektor zwischen zwei Punkten Den Vektor zwischen zwei Punkten A​ = ​(​x ​A​| ​y ​A​| ​z ​A​) ​und ​B = ​(​x ​B​| ​y ​B​| ​z ​B​) ​berechnet man auch im ​ℝ ​3 ​mit Hilfe der „Spitze-minus-Schaft“-Regel: ​⎯ ⇀AB ​ = B − A = ​(​ ​x ​B​ ​y ​ ​ B​​ ​z ​B​ ​) ​− ​(​ ​x ​A​ ​y ​ ​ A​​ ​z ​A​ ​)​ Gegeben sind die folgenden Punkte: A​ = (2​|​− 3​|​1​), B = (3​|​4​|​− 2),C = (− 2​|​6​|​1), D = (0​|​− 5​|​− 3​), ​O = (0​|​0​|​0​). Berechne die angegebenen Vektoren. a) ​⎯ ⇀AB​ b) ​⎯ ⇀OB​ c) ​⎯ ⇀BA​ d) ​⎯ ⇀CD​ e) ​⇀CA​ f) ​⎯ ⇀OC​ g) ​⎯ ⇀CO​ h) ​⎯ ⇀DA​ i) ​⎯ ⇀AD​ j) ​⎯ ⇀DC​ Berechne alle Seitenvektoren der abgebildeten Pyramide. a) A = (0 1 0 1 0) B = (0 1 6 1 1) C = (1 1 5 1 6) S = (– 6 1 8 1 9) D = (– 2 1 0 1 5) b) Die Grundfläche der Pyramide liegt in der xy-Ebene. 666 667 Ó Technologie Übung Vektoren an den Koordinatenebenen reflektieren x4u2us Vorwissen 668 2 4 –2 2 4 6 2 4 6 0 y z x 3 3 1 A B Muster 669 Merke 670 Ó Technologie Anleitung Vektoren zwischen 2 Punkten mit GeoGebra 2628wb 671 Ó Technologie Übung Koordinaten von Punkten und Vektoren bestimmen 33gx25 4 –4 4 8 12 4 8 12 0 y z x a ar 10 30 –10 –20 –30 –10 20 10 10 20 –20 –10 –30 –20 0 y z E C F = (–18 1 14 1 13) A B x D 48 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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