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Richtungsvektor bestimmen |Steigungswinkel gegeben

Schüler Gymnasium,

Tags: Bestimmung, dreiachsig, eben, Geometrie, Koordinaten, räumlich, Richtungsvektor, Schnittpunkt, Spiegelungsebene, Steigungswinkel, Winkel

 
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anonymous

anonymous

20:25 Uhr, 23.01.2016

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Hallo!

Ich brauche dringend Hilfe bei einer Mathe-Aufgabe, an der ich seit einigen Tagen verzweifel.

Ein dreiachsiges Koordinatensystem ist dargestellt als Tripelspiegel, also jede Ebene (x1x2|x2x3|x1x3) ist ein Spiegel mit der Längeneinheit 10.

Gegeben ist ein Punkt (P(23|53|29)) von dem aus ein Laserblitz mit einem Richtungsvektor von (-1|-2|-1) auf einen Spiegel trifft. Ich habe bereits errechnet, dass der Laserblitz als erstes auf den Punkt Q(0|7|6) und damit zu erst auf die x2-x3-Ebene trifft.

Ebenfalls errechnet habe ich, dass der Winkel der Geraden zur Ebne etwa 27,6° beträgt, wegen Einfallswinkel = Ausfallswinkel.

Im Folgenden soll ich nun den weiteren Verlauf der Geraden beschreiben, also auf welche Ebene sie als nächstes trifft, auf welche dann, ... usw. und wann die Gerade den Tripelspiegel verlässt.

Ich hoffe ihr könnt mir helfen!

LG

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Schnittpunkte bestimmen

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Werner-Salomon

Werner-Salomon aktiv_icon

21:09 Uhr, 23.01.2016

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Hallo,

den Winkel zu berechnen ist nicht falsch, aber in diesem Fall viel zu umständlich. Wenn ein Strahl an einer Ebenen gespiegelt wird, dann spiegelt man nur den Normalenvektor der Ebene indem man ihn invertiert, und bekommt die neue Richtung des gespiegelten Strahls.
Die Ebene, die der Strahl trifft, ist die x2-x3-Ebene mit Normalenvektor (1;0;0), also ist die neue Richtung (1;-2;-1) (x1 gespiegelt) ausgehend vom Punkt (0;7;6).
Der nächste Treffer ist (3,5; 0; 2,5) also die Ebene x1-x3. Neue Richtung ist (1;2;-1), nächster und letzter Treffer ist (6;5;0) mit neuer Richtung (1;2;1).

D.h. der Strahl geht genau gegen die ursprüngliche Richtung zurück. Diesen Effekt macht man sich z.B. bei Radarreflektoren zunutze (s. de.wikipedia.org/wiki/Winkelreflektor_%28Radar%29

Gruß
Werner
Frage beantwortet
anonymous

anonymous

21:24 Uhr, 23.01.2016

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Vielen, vielen Dank! ♥ Klingt logisch und verständlich!
anonymous

anonymous

00:30 Uhr, 24.01.2016

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Eine Rückfrage habe ich jedoch... wie kommst du auf den Punkt (3,5;0;2,5) ?!

Rechnest du (0|7|6)+r(1|-2|-1)=0
und dann das kleinste r einsetzen, bzw. weil das kleinste r=0, nimmt man r=3,5?
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Femat

Femat aktiv_icon

09:12 Uhr, 24.01.2016

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Hallo
Hier etwas zur Anschauung
Zu deiner letzten Frage:
Wir wissen dass Punkt A die x2 Koordinate 0 haben wird.
Also rechnen wir 7+r(-2)=0
und erhalten r=3.5
und rechnen daraus mit der Geradengleichung die x1 und x3 Koord. von A.

Screenshot (62)
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