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Analytische Geometrie (Vektoren): Abstand Ebene-Kugel berechnen, Beispiel 1 | V.06.13

Abstand Ebene-Kugel berechnet man, indem man den Abstand der Ebene zum Kugelmittelpunkt berechnet (am besten über HNF). Ist dieser Abstand kleiner als der Kugelradius, schneiden sich Kugel und Ebene, es entsteht ein Schnittkreis. Ist der Abstand gleich dem Kugelradius, berühren sich Kugel und Ebene (man hat es mit einer Tangentialebene zu tun). Ist der Abstand größer als der Kugelradius, liegen Kugel und Ebene nebeneinander. Die Differenz von Abstand-Kugel-Ebene und dem Kugelradius ist der gesuchte Abstand von der Kugel zur Ebene.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Tangentialebene: Tangente einer mehrdimensionalen Funktion, Beispiel 3 | A.51.03

Eine Tangente ist bei einer Funktion mit mehreren Variablen keine Gerade, sondern eine Tangentialebene oder ein Tangentialraum (Letzteres brauchen Sie vermutlich nie). Es gibt recht viele Ansätze und Formeln dafür, die jedoch letztendlich alle auf das Gleiche führen. In jedem Fall braucht man die partiellen (ersten) Ableitungen der Funktion. Wir verwenden eine recht einfache Formel zur Berechnung.


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Analytische Geometrie (Vektoren): Abstand Ebene-Kugel berechnen, Beispiel 2 | V.06.13

Abstand Ebene-Kugel berechnet man, indem man den Abstand der Ebene zum Kugelmittelpunkt berechnet (am besten über HNF). Ist dieser Abstand kleiner als der Kugelradius, schneiden sich Kugel und Ebene, es entsteht ein Schnittkreis. Ist der Abstand gleich dem Kugelradius, berühren sich Kugel und Ebene (man hat es mit einer Tangentialebene zu tun). Ist der Abstand größer als der Kugelradius, liegen Kugel und Ebene nebeneinander. Die Differenz von Abstand-Kugel-Ebene und dem Kugelradius ist der gesuchte Abstand von der Kugel zur Ebene.


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Analytische Geometrie (Vektoren): Tangentialebene wenn Ebene Punkt berührt, Beispiel 1 | V.06.15

Im Fall “Ebene berührt Kugel” hat man es mit Tangentialebenen zu tun. Eine Tangentialebene ist eine Ebene, die eine Kugel berührt. Der Verbindungsvektor vom Mittelpunkt zum Berührpunkt ist der Normalenvektor der Tangentialebene. Zusammen mit dem Berührpunkt als Stützvektor, kann man eine Gleichung der Tangentialebene aufstellen.


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Analytische Geometrie (Vektoren): Tangentialebene wenn Ebene Punkt berührt, Beispiel 3 | V.06.15

Im Fall “Ebene berührt Kugel” hat man es mit Tangentialebenen zu tun. Eine Tangentialebene ist eine Ebene, die eine Kugel berührt. Der Verbindungsvektor vom Mittelpunkt zum Berührpunkt ist der Normalenvektor der Tangentialebene. Zusammen mit dem Berührpunkt als Stützvektor, kann man eine Gleichung der Tangentialebene aufstellen.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Tangentialebene: Tangente einer mehrdimensionalen Funktion, Beispiel 1 | A.51.03

Eine Tangente ist bei einer Funktion mit mehreren Variablen keine Gerade, sondern eine Tangentialebene oder ein Tangentialraum (Letzteres brauchen Sie vermutlich nie). Es gibt recht viele Ansätze und Formeln dafür, die jedoch letztendlich alle auf das Gleiche führen. In jedem Fall braucht man die partiellen (ersten) Ableitungen der Funktion. Wir verwenden eine recht einfache Formel zur Berechnung.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Mehrdimensionale Funktion: kurze Erklärung | A.51

Funktionen müssen natürlich nicht zwingend nur von einer Variablen abhängen (also nur von “x”). Eine Funktion kann auch mehrere “x-Werte” haben, sie heißen dann auch “mehrdimensionale Funktionen”. Diese x-Werte heißen dann entweder x, y, z, .. oder “x1”, “x2”, “x3”, … Meist interessiert man sich nun für Extrempunkte, Tangenten (die nun aber keine Gerade sind, sondern eine Tangentialebene (!) oder sonst was). Wir werden ableiten (das heißt dann nach den verschiedenen, mehreren Variablen “partiell ableiten”), für die Extrempunkte werden wir die ersten Ableitungen Null setzen,... die Details sehen wir dann in den Unterkapiteln.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Tangentialebene: Tangente einer mehrdimensionalen Funktion, Beispiel 2 | A.51.03

Eine Tangente ist bei einer Funktion mit mehreren Variablen keine Gerade, sondern eine Tangentialebene oder ein Tangentialraum (Letzteres brauchen Sie vermutlich nie). Es gibt recht viele Ansätze und Formeln dafür, die jedoch letztendlich alle auf das Gleiche führen. In jedem Fall braucht man die partiellen (ersten) Ableitungen der Funktion. Wir verwenden eine recht einfache Formel zur Berechnung.


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Analytische Geometrie (Vektoren): Abstand Ebene-Kugel berechnen | V.06.13

Abstand Ebene-Kugel berechnet man, indem man den Abstand der Ebene zum Kugelmittelpunkt berechnet (am besten über HNF). Ist dieser Abstand kleiner als der Kugelradius, schneiden sich Kugel und Ebene, es entsteht ein Schnittkreis. Ist der Abstand gleich dem Kugelradius, berühren sich Kugel und Ebene (man hat es mit einer Tangentialebene zu tun). Ist der Abstand größer als der Kugelradius, liegen Kugel und Ebene nebeneinander. Die Differenz von Abstand-Kugel-Ebene und dem Kugelradius ist der gesuchte Abstand von der Kugel zur Ebene.


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Analytische Geometrie (Vektoren): Abstand Ebene-Kugel berechnen, Beispiel 3 | V.06.13

Abstand Ebene-Kugel berechnet man, indem man den Abstand der Ebene zum Kugelmittelpunkt berechnet (am besten über HNF). Ist dieser Abstand kleiner als der Kugelradius, schneiden sich Kugel und Ebene, es entsteht ein Schnittkreis. Ist der Abstand gleich dem Kugelradius, berühren sich Kugel und Ebene (man hat es mit einer Tangentialebene zu tun). Ist der Abstand größer als der Kugelradius, liegen Kugel und Ebene nebeneinander. Die Differenz von Abstand-Kugel-Ebene und dem Kugelradius ist der gesuchte Abstand von der Kugel zur Ebene.


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