Schnittwinkel, Abstände und Kugeln

Übungsblatt

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  1. Zwei Ebenen haben die Normalenvektoren n⃗1=(1∣2∣2)\vec{n}_1 = (1|2|2) und n⃗2=(0∣5∣2)\vec{n}_2 = (0|5|2). Berechne cos⁡φ\cos\varphi für ihren Schnittwinkel φ\varphi.
  2. Die Gerade gg hat den Richtungsvektor u⃗\vec{u}, die Ebene EE den Normalenvektor n⃗\vec{n}. Mit welcher Formel berechnest du den Schnittwinkel φ\varphi von gg und EE?
    1. sin⁡φ=∣u⃗∘n⃗∣∣u⃗∣⋅∣n⃗∣\sin\varphi = \dfrac{|\vec{u} \circ \vec{n}|}{|\vec{u}| \cdot |\vec{n}|}
    2. cos⁡φ=∣u⃗∘n⃗∣∣u⃗∣⋅∣n⃗∣\cos\varphi = \dfrac{|\vec{u} \circ \vec{n}|}{|\vec{u}| \cdot |\vec{n}|}
    3. sin⁡φ=∣u⃗∘n⃗∣\sin\varphi = |\vec{u} \circ \vec{n}|
  3. Zwei Ebenen haben die Normalenvektoren n⃗1=(3∣0∣0)\vec{n}_1 = (3|0|0) und n⃗2=(4∣4∣0)\vec{n}_2 = (4|4|0). Wie groß ist ihr Schnittwinkel in Grad?
  4. Berechne den Abstand des Punkts P(3∣5∣3)P(3|5|3) von der Ebene E ⁣:2x+y+2z−0=0E\colon 2x + y + 2z - 0 = 0.
  5. Für die Hessesche Normalform von E ⁣:2x+4y+4z−5=0E\colon 2x + 4y + 4z - 5 = 0 teilst du durch ∣n⃗∣|\vec{n}|. Wie groß ist ∣n⃗∣|\vec{n}|?
  6. Die Ebenen E1 ⁣:x+2y+2z=14E_1\colon x + 2y + 2z = 14 und E2 ⁣:x+2y+2z=6E_2\colon x + 2y + 2z = 6 sind parallel. Wie groß ist ihr Abstand?
  7. Mia setzt PP in E ⁣:2x+y+2z−9=0E\colon 2x + y + 2z - 9 = 0 ein und erhält 1818. Wie groß ist der Abstand von PP zu EE?
    1. 66
    2. 1818
    3. 189\dfrac{ 18 }{9}
  8. Wie groß ist der Radius der Kugel (x−−1)2+(y−3)2+z2=81(x - -1)^2 + (y - 3)^2 + z^2 = 81?
  9. Die Kugel hat den Mittelpunkt M(4∣4∣1)M(4|4|1) und geht durch P(6∣8∣5)P(6|8|5). Wie groß ist ihr Radius?
  10. Wie groß ist der Radius der Kugel x2−6x+y2−8y+z2=24x^2 - 6x + y^2 - 8y + z^2 = 24?
  11. Liegt der Punkt P(3∣6∣6)P(3|6|6) auf, in oder außerhalb der Kugel x2+y2+z2=81x^2 + y^2 + z^2 = 81?
    1. Auf der Kugel
    2. In der Kugel
    3. Außerhalb der Kugel