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Tangentialebene parallel zur Ebene

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Tags: eben, parallel, Punkt, Vektorraum

 
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Verzweifelt42

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17:18 Uhr, 07.05.2017

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Liebe Mitglieder,

Ich habe Probleme bei folgender Aufgabe:

In welchem Punkt P0=(x0,y0,z0) der Fläche z=x2+y2 − 7 ist die Tangentialebene parallel zur
Ebene z=8x+2y? Wie lautet die Gleichung der Tangentialebene?

Ich wäre froh wenn mir jemand die Aufgabe komplett vorlösen könnte da ich alleine keine Chance habe. Ich bin lediglich fähig die Gleichung für Tangentialebenen aufzustellen wenn eine Ebene und der Punkt gegeben ist aber so bin ich stark überfordert.

Wäre dankbar für Hilfe!

lg
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DrBoogie

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14:31 Uhr, 08.05.2017

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"Ich bin lediglich fähig die Gleichung für Tangentialebenen aufzustellen wenn eine Ebene und der Punkt gegeben"

Welche Ebene braucht Du denn dafür? :-O

Die Gleichung für die Tangentialebene steht in der Wiki:
de.wikipedia.org/wiki/Tangentialebene

Und zwar die Gleichung z=f(x0,y0)+fx(x0,y0)(x-x0)+fy(x0,y0)(y-y0).
Du hast f(x,y)=x2+y2-7, daher fx(x,y)=2x, fy(x,y)=2y und eingesetzt in die allgemeine Gleichung ergibt es Deine konkrete Tangentialebene im Punkt (x0,y0):
z=x02+y02-7+2x0(x-x0)+2y0(y-y0),
diese Gleichung schreibt man in der Normalform so um:
2x0x+2y0y-z+(x02+y02-7-2x02-2y02)=0,
daher hat diese Ebene einen Normalenvektor (2x0,2y0,-1).
Ein Normalenvektor zu der gegebenen Ebene z=8x+2y ist (8,2,-1).
Ebene sind parallel, wenn ihre Normalenvektoren es sind.
Also ist die Frage, wann sind (2x0,2y0,-1) und (8,2,-1) parallel?
Wegen -1=-1 sind sie nur dann parallel, wenn sie gleich sind. Das ergibt x0=4,y0=1. Fertig.


Verzweifelt42

Verzweifelt42 aktiv_icon

18:14 Uhr, 09.05.2017

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Hey danke konnte die Aufgabe nun lösen jedoch verstehe ich noch ein paar dinge nicht. Der Vektor einer Ebene ist immer der Faktor vor der konstante x,y,z?

Bsp 0=5x-3y-2z wäre demzufolge der Vektor (5,-3,-2) stimmt das? Falls dies stimmt müsste demzufolge wenn Ebenen parallel sind ihre Vektoren identisch sein?

Dann habe ich wie du auch die x0y0z0 in die Tangentialebenengleichung eingesetzt, soweit war ich auch alleine gekommen, es war dann hald einfach 1 gleichung mit 3 Unbekannt was mich überfordert hat... Jedenfalls hast du dann diese Ebene in eine sehr komische Normalform gebracht könntest du mir diese erklären kein plan wie du das gemacht hast. Diesen Schritt könnte man eigentlich ja auch überspringen wenn die Aussage von meinem Beispiel wirklich korrekt ist oder? Noch ne kleine Nebenfrage sind in diesem Forum vorallem Mathestudenten^^? Komm mir hier immer so dumm vor obwohl ich in meiner Klasse einer der besseren bin...

lg
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DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

21:08 Uhr, 09.05.2017

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"Bsp 0=5x−3y−2z wäre demzufolge der Vektor (5,−3,−2) stimmt das?"

Es gibt viele Normalenvektoren zu einer Ebene, aber sie sind alle kollinear.

"Falls dies stimmt müsste demzufolge wenn Ebenen parallel sind ihre Vektoren identisch sein?"

Nicht unbedingt, nur kollinear müssen sie sein.
Z.B. (10,-6,-4) gehört zu derselben Ebene wie (5,3,2).


"Jedenfalls hast du dann diese Ebene in eine sehr komische Normalform gebracht könntest du mir diese erklären kein plan wie du das gemacht hast."

Einfach umgeformt, nichts weiter.
Die Normalform einer Ebene ist ax+by+cz+d=0,
a,b,c,d sind dabei nicht eindeutig, denn αax+αby+αcy+αd=0 ist dieselbe Ebene für alle α0.

"Noch ne kleine Nebenfrage sind in diesem Forum vorallem Mathestudenten^^? Komm mir hier immer so dumm vor obwohl ich in meiner Klasse einer der besseren bin..."

Du bist im Studenten-Teilforum, weil Du hier Deine Frage gepostet hast. Es gibt auf www.onlinemathe.de auch Schüler-Teilforum.

Verzweifelt42

Verzweifelt42 aktiv_icon

12:54 Uhr, 10.05.2017

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Hey danke für die Antworten ehrlich gesagt bin ich Student an ner FH hald im Naturwissenschaftlichen Bereich, wo Mathe nicht so ne riesen Rolle spielt...
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