Zusammenfassung – Geradengleichung in Parameterform
Die Grundidee
Eine Gerade (im 3D-Raum bzw. der 2D-Ebene) ist eine Menge von Punkten, die in einer ganz bestimmten Weise angeordnet sind. Die Gesamtheit dieser Punkte kann man mit Hilfe von zwei Vektoren beschreiben:
- einem Stützvektor, der vom Koordinatenursprung zu einem Punkt der Geraden führt und
- einem Richtungsvektor, der die Richtung der Geraden festlegt.
Zum Herunterladen: gerade1.ggb
Im Applet ist
Wenn der Parameter
Eine Präzisierung
Der gefundene mathematische Zusammenhang wird durch den folgenden Satz präzisiert:
Vektorielle Geradengleichung:
Gegeben sind ein Stützvektor
(1) Für jede reelle Zahl
(2) Ist
Wir benutzen die folgende Kurzschreibweise und nennen eine solche Darstellung Geradengleichung in Parameterform:
Eine Gerade wird beschrieben durch die Gleichung:
Denselben Zusammenhang kann man auch so formulieren:
Vektorielle Geradengleichung:
Ein Punkt
genau dann, wenn
es eine reelle Zahlen
Beispiel einer Geradenbeschreibung
Beispiel:
Betrachte eine Gerade mit dem Stützvektor
Zum Herunterladen: gerade2.ggb
Durch Variation des Parameters
Variation der Geradengleichung
Beachte, dass man den Parameter auch anders benennen kann. Die Gerade
Eine Gerade
- Der Stützvektor kann ein Ortsvektor eines beliebigen Punktes der Gerade sein. Es gibt also unendlich viele Möglichkeiten bei der Wahl des Stützvektors.
- Es gibt auch unendlich viele Möglichkeiten bei der Wahl des Richtungsvektorvektors. Der Vektor muss nur „entlang der Geraden“ liegen. Alle Richtungsvektoren sind demnach linear abhängig. Nicht erlaubt ist der Nullvektor, da er keine Richtung festlegt.
Im folgenden Applet kann man den Punkt
Zum Herunterladen: gerade3.ggb
Aufstellen einer Geradengleichung
Oft kommt es vor, dass man eine Gleichung zu einer Geraden, die durch zwei Punkte gegeben ist, bestimmen soll.
Beispiel:
Gegeben sind die Punkte
Einige Lösungen
Es gibt unendlich viele Möglichkeiten zur Beschreibung dieser Geraden. Man kann sowohl den Stützvektor als auch den Richtungsvektor variieren. Z.B. so: