177 Vektoren > Das Vektorprodukt Berechne das Volumen des dreiseitigen Prismas mit den Seitenvektoren ⇀a,  ⇀ b, ⇀c. a) ⇀a  = (  0 3  2 ),  ⇀ b  = ( − 1 2  2 ), ⇀c  = ( 3  − 1  1) b) ⇀a  = ( 2 1  − 4 ),  ⇀ b  = ( 3  − 1  1), ⇀c  = (  1 1  0 ) c) ⇀a  = ( 2 0  0 ),  ⇀ b  = ( 0 1  0 ), ⇀c  = ( 0 0  1 ) Volumen einer dreiseitigen Pyramide Da jede dreiseitige Pyramide ein Drittel eines dreiseitigen Prismas ist, gilt V = 1 _ 6 · |(  ⇀a  ×  ⇀ b ) · ⇀c |. Berechne das Volumen der dreiseitigen Pyramide mit den Eckpunkten A, B, C und D. a) A = (− 3 | 5 | 1), B = (− 3 | 5 | − 1), C = (− 3 | 1 | 0), D = (0 | 2 | − 3) b) A = (0 | 0 | 0), B = (5 | 0 | 0), C = (0 | 5 | 0), D = (0 | 0 | 5) c) A = (− 1 | − 2 | 1), B = (− 2 | 3 | 1), C = (1 | − 1 | 2)D = (0 | 4 | 0) Gegeben sind die Eckpunkte einer Doppelpyramide. Sie besteht aus acht gleichseitigen Dreiecken. Berechne die Koordinaten der Punkte D und F. Berechne die Kantenlänge und das Volumen der Doppelpyramide. a) A = (8 | 1 | 6), B = (11 | 9 | 1), C = (2 | 13 | 2), E = (3 | 4 | − 2) b) A = (7 | 0 | 5), B = (10 | 8 | 0), C = (1 | 12 | 1), E = (6 | 9 | 9) Zusammenfassung „Spitze minus Schaft“-Regel Betrag (Länge) eines Vektors ⇀a Vektor zwischen zwei Punkten A und B: ⎯ ⇀A B  = ⇀B  −  ⇀A  = ( x b y   b z b ) − ( x a y   a z a ) | ⇀a | = |( x a y   a z a )| = 9 _x  a  2 + y  a  2 + z  a  2 Vektor-Winkel-Formel Für den Winkel α zwischen zwei Vektoren ⇀a  und  ⇀ b  ∈ ℝ 3 gilt: cos(α) =   ⇀a  ·  ⇀ b _ | ⇀a | · |  ⇀ b |  ⇀a,  ⇀ b  ≠ ⇀0 Vektorprodukt (Kreuzprodukt) der beiden Vektoren ⇀a  u n d  ⇀ b ⇀a  ×  ⇀ b  = ( x a y   a z a ) × ( x b y   b z b ) =  ⎛ ⎜ ⎝  y a z b − z a y b  − (x a z b − z a x b) x a y b − y a x b  ⎞ ⎟ ⎠  Eigenschaften des Vektorproduktes Das Vektorprodukt ⇀a  ×  ⇀ bist ein Vektor, der auf die beiden Ausgangsvektoren ⇀a  und  ⇀ b  normal steht. Der Betrag des Vektorproduktes ist genauso groß wie der Flächeninhalt des Parallelogramms, das von den Ausgangsvektoren aufgespannt wird: A = | ⇀a  ×  ⇀ b |. Die Vektoren ⇀a  u n d  ⇀ b  und ⇀a  ×  ⇀ b  b i ld e n e i n Rechtssystem. Volumen eines Parallelepipeds V = |( ⇀a  ×  ⇀ b ) · ⇀c | 712 Merke 713 714 2 2 4 2 8 0 y z x a a b b× b c a A B C D E F Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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