Beispiel 2: Punktprobe einer Ebene

Gegeben ist die Ebene mit der Parametergleichung

 

[image]

 

(1) Überprüfe, ob der Punkt [image] in der Ebene liegt.

Der Vektor für den Punkt [image] wird der Ebenengleichung gleichgesetzt.

 

[image]

 

Ein lineares Gleichungssystem in Matrizenform, also ohne die Variablennamen, wird aufgestellt.

 

[image]

Eine vorteilhafte Gleichung heraussuchen, wo eine Variable den Koeffizienten [image] hat. Das ist in der ersten Zeile der Fall mit [image].

[image] [image] [image]

 

Die gewonnene Variable [image] in die zweite Gleichung (Zeile der Matrix) einsetzen.

 

[image] [image] [image]

 

[image] [image] [image] [image]

 

Die ermittelte Variable [image] in die erste Gleichung einsetzen und ausrechnen.

 

[image] [image] [image]

 

Prüfen, ob irgendeine Gleichung glatt aufgeht. Die beiden Variablen [image] und [image]in die dritte Gleichung einsetzen und ausrechnen.

 

[image] [image] [image]

 

Dieses lineare Gleichungssystem hat keine Lösung. Der Punkt [image] liegt nicht in der Ebene.

 

(2) Überprüfe, ob der Punkt [image] in der Ebene liegt.

 

Der Vektor für den Punkt [image] wird der Ebenengleichung gleichgesetzt.

 

[image]

 

Ein lineares Gleichungssystem in Matrizenform, also ohne die Variablennamen, wird aufgestellt.

 

[image]

Eine vorteilhafte Gleichung heraussuchen, wo eine Variable den Koeffizienten [image] hat. Das ist in der ersten Zeile der Fall mit [image]. Hier nach [image] auflösen.

  1. [image] [image] [image]

 

Die gewonnene Variable [image] in die zweite Gleichung (Zeile der Matrix) einsetzen und nach [image] auflösen.

 

  1. [image] [image] [image]

 

[image] [image] [image] [image]

 

Die ermittelte Variable [image] in die erste Gleichung einsetzen und ausrechnen.

 

  1. [image] [image] [image]

 

Prüfen, ob irgendeine Gleichung glatt aufgeht. Die beiden Variablen [image] und [image]in die dritte Gleichung einsetzen und ausrechnen.

 

  1. [image] [image] [image]

 

Dieses lineare Gleichungssystem hat eine Lösung. Der Punkt [image] liegt also in der Ebene.