v1 · padrão canônico
Lektion 23 — Lagebeziehungen von Geraden
Paralelismo, perpendicularidade, interseção. Ângulo entre retas. Distância ponto-reta.
Used in: 1.º ano do EM (15–16 anos) · Equiv. Math I japonês cap. 3 · Equiv. Klasse 10 alemã (Analytische Geometrie)
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Kriterien und Formeln
Parallelität und Orthogonalität
Gegeben Geraden und :
| Lage | Kriterium (Normalform) | Kriterium (allgemeine Form) |
|---|---|---|
| Parallel, verschieden | , | |
| Identisch | , | |
| Schneidend | ||
| Senkrecht |
Sonderfälle mit vertikalen Geraden: ist vertikal, ist horizontal. Vertikale untereinander sind parallel; vertikal und horizontal sind senkrecht.
Winkel zwischen zwei Geraden
(unter der Annahme, dass keine Gerade vertikal ist).
Abstand Punkt-Gerade
Punkt und Gerade :
Abstand zwischen parallelen Geraden
Für und :
Mittelsenkrechte
Menge der Punkte, die gleich weit von und entfernt sind. Es ist die Gerade, die senkrecht auf steht und durch den Mittelpunkt verläuft.
Exercise list
30 exercises · 7 with worked solution (25%)
Application 15Understanding 2Modeling 10Challenge 2Proof 1
- Ex. 23.1ApplicationPrüfe, ob und parallel sind. (Antw.: ja, gleich.)
- Ex. 23.2ApplicationPrüfe, ob und senkrecht zueinander sind. (Antw.: ja.)
- Ex. 23.3ApplicationGerade parallel zu durch .
- Ex. 23.4ApplicationGerade senkrecht zu durch .
- Ex. 23.5ApplicationFür welches sind die Geraden und parallel? (Antw.: .)
- Ex. 23.6ApplicationAnswer keyFür welches sind die Geraden und senkrecht? (Antw.: .)
- Ex. 23.7ApplicationAnswer keySchnittpunkt von und . (Antw.: .)
- Ex. 23.8ApplicationAbstand von zur Geraden .
- Ex. 23.9ApplicationAbstand zwischen und .
- Ex. 23.10ApplicationWinkel zwischen und . (Antw.: 90°.)
- Ex. 23.11ApplicationWinkel zwischen und der -Achse. (Antw.: 45°.)
- Ex. 23.12ApplicationAnswer keyZeige, dass die Diagonalen des Quadrats senkrecht aufeinander stehen.
- Ex. 23.13ApplicationMittelsenkrechte von — Gleichung?
- Ex. 23.14ApplicationGerade mit Steigung durch .
- Ex. 23.15ApplicationBestimme, ob auf derselben Geraden liegen.
- Ex. 23.16ModelingAuf einer Stadtkarte haben parallele Straßen die Gleichung für verschiedene . Abstand zwischen und ? (Antw.: 5.)
- Ex. 23.17ModelingAnswer keyZwei Tarife: A kostet 60 € fix und B kostet 30 € + 0,10 € pro Minute. Bei welcher Minutenzahl sind die Tarife gleich? (Antw.: 300 Min.)
- Ex. 23.18ModelingFlugbahn 1: . Flugbahn 2: . Wo schneiden sie sich? (Wichtig für die Flugverkehrskontrolle.)
- Ex. 23.19ModelingMittelsenkrechte als Entscheidung: 2 Antennen bei und . Welche Region bilden Punkte näher zur zweiten?
- Ex. 23.20ModelingDu bist im Ursprung. Feind bei . Schussbahn: . Der Feind kann sich auf der Geraden bewegen. Für welches blockiert er genau?
- Ex. 23.21ModelingAnswer keyRoboter bewegt sich geradlinig von in Richtung . Hindernis bei , Radius 2. Verläuft die Bahn durch das Hindernis?
- Ex. 23.22ModelingAnswer keyIn CG: Polygon-Clipping an der Geraden — Punkte mit bleiben, entfallen. Sutherland-Hodgman-Algorithmus.
- Ex. 23.23ModelingIm GPS deine Position . Straße modelliert durch . Orthogonaler Abstand zur Straße?
- Ex. 23.24ModelingIn ML: Entscheidungsgrenze eines linearen Klassifikators: . Der Abstand eines neuen Punktes zur Grenze zeigt die „Konfidenz" an.
- Ex. 23.25ModelingIn der Ökonomie sind Angebots- und Nachfragekurven Geraden; das Gleichgewicht ist ihr Schnittpunkt. Für und , Gleichgewicht?
- Ex. 23.26UnderstandingVerifiziere die Formel für die Geraden und .
- Ex. 23.27UnderstandingZeige, dass zwei Geraden mit einen Winkel von bilden — über die -Formel.
- Ex. 23.28ChallengeFinde die Geraden, die durch verlaufen und einen Winkel von mit bilden.
- Ex. 23.29ChallengeGleichung der beiden Tangenten an den Kreis vom Punkt aus.
- Ex. 23.30ProofAnswer keyBeweise die Formel für den Abstand Punkt-Gerade. (Verwende Vektorprojektion — Vorschau Lektion 27.)
Quellen
- College Algebra — Jay Abramson et al. (OpenStax) · 2022, 2. Aufl. · EN · CC-BY · §2.2: Parallelität und Orthogonalität. Primärquelle.
- Algebra and Trigonometry — OpenStax · 2022, 2. Aufl. · EN · CC-BY · §2.2.
- Precalculus / College Algebra / Trigonometry — Stitz, Zeager · 2013, v3 · EN · CC-BY-NC-SA · §2.1.