Gerade an Gerade spiegeln, aber wie? (Analytische Geometrie) DRINGEND!

3 Antworten

A. Geraden parallel

  • Orstvektoren der Aufpunkte a von g und b von h,
  • einer der (kollinearen) Richtungsvektoren u

u0 = u / |u| hat den Betrag 1.

v = (b-a) ✖ u0 steht senkrecht auf der g und h enthaltenden Ebene; wegen

| v | = | b - a | * | u0 | * sin ( b-a, u0)

ist | v | der Abstand der Geraden g und h.

w = a + 2 v ✖ u0

liegt auf dem Spiegelbild g' von g an h, denn

v ✖ u0

ist ein orientientierter Abstand von g zu h. Also:

g': x = w + µ u

B. Geraden nicht parallel

Geht genauso wie der Fall "parallele Geraden", zu verwenden ist der Richtungsvektor der Gerade, an der gespiegelt wird.


derheisenberg 
Beitragsersteller
 07.05.2014, 18:17

Hey,

danke dir erstmal für die Tolle Antwort!

Könntest du eventuell noch die beiden Beispiele berechnen, damit ich es mit meinem Ergebnis vergleichen?

LG

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psychironiker  07.05.2014, 20:31
@derheisenberg

Zu dem Beispiel mit den parallelen Geraden (deine Bezeichnungen sind verkehrt herum):

  • g: x = (1 2 3) + t(1 1 1);
  • h: x = (5 9 0 ) + s(2 2 2);

mit Methode unter C. per Kopfrechnung:

g': x = (9 16 -3) + u(1 1 1)


Die Geraden des anderen Beispiels:

  • g: x = (1/2/3) + t(-1/1/1) = a + t u
  • h: x= (4/10/-1) + s(0/-2/2) = b + sv

schneiden einander nicht, sondern sind windschief, denn der Schnittansatz

t(-1 1 1) + s(0 2 -2) = (3 8 -4)

hat keine Lösung.

Ich bin nicht sicher, ob das Spiegelbild g' von g an h definiert ist, wenn g und h windschief sind. Am ehesten stelle ich mir darunter das Spiegelbild von g an einer Ebene E vor, die h und die Richtung von g enthält. Dann wäre der Rechenweg noch ein anderer: Wenn

  • n0x -C = 0 (C Skalar) die Hessesche Normalenform von E ist, dann ist
  • D = n0a - C der orientierte (skalare) Abtand von a zu E, und
  • a' = a - 2D n0 Ortsvektor eines Punkt von g', so dass
  • g': x = a' + µ u (µ Parameter)

Wie soll nun weiter gerechnet werden: Mit einander schneidenden oder mit windschiefen Geraden?

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Der Fall "parallele Geraden" geht viel einfacher als in A. beschrieben (fiel mir leider erst später ein), nämlich analog dem Fall

C. Parallele Ebenen:

  • Orstvektoren der Aufpunkte a von E und b von F,
  • einer der (kollinearen) Normalenvektoren n

Der Punkt

a' = a + 2(b-a) = 2b -a

liegt auf dem Spiegelbild E' von E an F, denn a' ist das Bild der Punktspiegelung von a in b. Also hat E' die Normalenform:

E' : 0 = n (x - (2b -a)) =

n(x +a -2b)