Habe ich diese matheaufgabe zum Thema vektoren richtig gelöst?

4 Antworten

bei einer quadratischen Grundfläche sind alle Seiten 4 lang. Das kann man an den x2-Koordinaten von A und B erkennen

die x1-Koordinate -1 kann dann nicht stimmen, dann wäre die Seite parallel zur x1-Achse nur 2 lang

ausserdem liegen alle Punkte des Bodens auf der Höhe x3 = 2, die Pyramide ist 4 hoch, dann ist der x3-Wert von S 6

der x2-Wert von S ist in der Mitte von 3 und 7 also bei x2=5

der x1-Wert von S ist in der Mitte von 1 und -3 also bei x1=-1

S(-1|5|6)

C(-3|7|2)

D(-3|3|2)


Willy1729  01.05.2019, 10:34

S (1|5|6), denn zwischen -1 und 3 liegt 1.

Überprüfe auch noch mal die Koordinaten für C und D.

Herzliche Grüße,

Willy

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Rammstein53  01.05.2019, 10:41
@Willy1729

S(-1,5,6) ist richtig, aber auch S(-1,6,-2), weil das Vorzeichen der z-Achse nicht vorgeben ist.

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Willy1729  01.05.2019, 10:42
@Rammstein53

Nicht einmal das Bezugssystem ist vorgegeben. Ich bin einfach vom Nächstliegenden ausgegangen.

Du kannst auch 5 als x1-Koordinate für C und D nehmen und bei einem gekippten System alles Mögliche, solange die Abstände und Winkel stimmen.

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Rammstein53  01.05.2019, 10:46
@Willy1729

Stimmt, ich würde gerne mal ein Buch mit dem Titel "Mangelhafte bis ungenügende Aufgabenstellungen" herausbringen. Do wo oben ist, ist Plus. Ist doch klar oder?

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Bonni1509 
Beitragsersteller
 01.05.2019, 10:27

Vielen Dank, jetzt verstehe ich es :)

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Hallo,

Deine Koordinaten für C und D sind falsch.

A (1|3|2) und B (1|7|2) bedeutet, daß der Abstand zwischen A und B und damit die Länge einer der Grundseiten der Pyramiden 4 (7-3) Einheiten beträgt.

Die x1-Achse kommt auf Dich zu; die x2-Achse geht nach rechts weg (in positiver Richtung); die x3-Achse in positiver Richtung nach oben.

Wenn die Punkte C und D im Hintergrund liegen, also in negativer x1-Richtung, mußt Du für die x1-Koordinaten von C und D jeweils 1-4=-3 rechnen, während sich an den x2- und x3-Koordinaten nichts ändert.

So bekommst Du C (-3|7|2) und D (-3|3|2).

Der Ursprung des Koordinatensystems kann nicht wie von Dir gewählt der Fußpunkt der Spitze sein, weil Du sonst für die x2-Koordinaten von A und B unterschiedliche Vorzeichen haben müßtest.

Die x2-Achse ist parallel zu der Verbindung AB.

Natürlich ließe sich das ganze Koordinatensystem um die x2-Achse drehen, das wäre aber unnötig kompliziert.

In diesem Fall würdest Du unendlich viele Lösungen für C, D und S finden.

Meine Lösungen basieren auf der Annahme, daß ABCD auf der x1x2-Ebene in Höhe 2 über dem Ursprung befinden.

Herzliche Grüße,

Willy


mihala  01.05.2019, 10:40

"Meine Lösungen basieren auf der Annahme, daß ABCD auf der x1x2-Ebene in Höhe 2 über dem Ursprung befinden"

das wird bei dieser Aufgabe wohl so vorausgesetzt. In der Aufgabe selbst fehlt aber der Hinweis oder eine weitere Angabe dazu. Nur die Punkte A und B reichen nicht aus, die Grundfläche könnte auch schräg im Koordinatensystem (also nicht parallel zur x1x2-Ebene liegen), dann wäre die Berechnung der Koordinaten der anderen Punkte aber sehr viel schwieriger

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Willy1729  01.05.2019, 10:41
@mihala

Ganz genau. Diese Angaben habe ich in der Aufgabe auch vermißt.

Das Arbeitsblatt ist schlampig abgefaßt worden.

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Abstand von 2 Punkten im Raum

d=Wurzel((x2-x1)²+(y2-y1)²+(z2-z1)²)

A(1/3/2) und B(1/7/2)

AB =Wurzel((1-1)²+(7-3)²+(2-2)²=Wurzel(4²)

AB=4 cm

mit deinen Punkt D(-1/3/2)

AD=Wurzel((-1-1)²+(3-3)²+(2-2)²)=Wurzel((-2)²

AD=2 cm kann also nicht stimmen

Rechenweg:

1) x=(1/3/2)+r*(mBx/mBy/mBz) mit B(1/7/2) und r=1

(1/7/2)=1/3/2)+1*(mBx/mBy/mBz)

x- Richtung 1=1+1*mBx ergibt mBx=0

y-Richtung 7=3+1*mBy ergibt mBy=4

z-Richtung 2=2+1-mBz ergibt mBz=0

x=(1/3/2)+r*(0/4/0)

zum Punkt D(...) x=1/3/2)+r*(mDx/mDy/mDz)

Das Skalarprodukt der Richtungsvektoren m(mx/my/mz) und mD(mDx/mDy/mdz) muß NULL ergeben (bilden einen 90° Winkel)

Den Rest schaffst du bestimmt selber.

Am besten löst du das zeichnerisch mit den Punkten C(...) und D(.....)

Die Achsen einzeichnen x-Achse,y-Achse und z-Achse

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert

Aufgrund des Abstandes von A und B hat die Pyramide einen Kantenlänge von 4.

Daraus ergibt sich der Punkt D aus einer x-Verschiebung von A

D(1-4|3|2) = D(-3|3|2)

und der Punkt C aus einer x-Verschiebung von B

C(1-4|7|2) = C(-3|7|2)

Die Mitte aus A und C liegt bei M(-1|5|2)

(Die Mitte könnte man auch aus B und D ermitteln)

Weil die Punkte A,B,C,D ein identisches z = 2 aufweisen, liegen diese in der xy-Ebene.

Der Punkt S liegt dann also bei S = M(-1|5|2+4)

Weil das Vorzeichen der z-Achse nicht definiert ist, Wäre die Lösung S = M(-1|5|2-4) ebenfalls richtig.