04222 / 7745080 kontakt@eazylearning.de
Zum Hauptinhalt springen

Normalenvektor

Der Normalenvektor einer Ebene ist der Vektor, der senkrecht zu der Ebene steht. Er wird durch das Kreuzprodukt der beiden Richtungsvektoren der Ebenengleichung gebildet.

\( \vec{n} = \overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} = \begin{pmatrix} x_1 \\ y_1 \\ z_1 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} x_2 \\ y_2 \\ z_2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} (y_1 \cdot z_2) - (z_1 \cdot y_2) \\ (z_1 \cdot x_2) - (x_1 \cdot z_2) \\ (x_1 \cdot y_2) - (y_1 \cdot x_2) \end{pmatrix} \)
Normalenvektor n einer Ebene E im dreidimensionalen Koordinatensystem, senkrecht zur Ebene stehend

Zur Erinnerung: Der Betrag des Kreuzprodukts, sprich die Länge des Kreuzproduktvektors, berechnet den Flächeninhalt der Fläche, die von den beiden Vektoren aufgespannt wird. Ist also der Flächeninhalt einer begrenzten Fläche gesucht, so kann mithilfe des Kreuzprodukts der jeweilige Flächeninhalt bestimmt werden.

Beispiel:

Gegeben ist eine begrenzte Ebene

\( E: \vec{x} = \begin{pmatrix} 2 \\ 0 \\ 2 \end{pmatrix} + s \cdot \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 3 \end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix}, \text{ wobei } 0 \leq s \leq 2 \text{ und } 0 \leq t \leq 1. \)

Gesucht ist der Flächeninhalt der beschriebenen Ebene.

Die begrenzte Fläche wird beschrieben durch die beiden Vektoren \( \begin{pmatrix} 4 \\ 2 \\ 6 \end{pmatrix} \) und \( \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} \).

Zunächst wird das Kreuzprodukt und anschließend deren Länge bestimmt:

\( \text{Kreuzprodukt: } \vec{n} = \begin{pmatrix} 4 \\ 2 \\ 6 \end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \cdot 2 - 6 \cdot 1 \\ 6 \cdot 2 - 4 \cdot 2 \\ 4 \cdot 1 - 2 \cdot 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -2 \\ 4 \\ 0 \end{pmatrix} \)
\( \text{Flächeninhalt: } A = |\vec{n}| = \sqrt{20} \approx 4{,}47 \)

Der Flächeninhalt der begrenzten Ebene beträgt 4,47 FE.

Brauchst du Hilfe beim Normalenvektor?

Wenn dir der Normalenvektor in der analytischen Geometrie schwerfällt, unterstützen wir dich mit individueller Mathe Nachhilfe vor Ort. Bei eazy learning erklären wir dir die Zusammenhänge verständlich und trainieren mit dir typische Aufgaben zu Geraden und Ebenen.

Passende Seiten für dich:

Jetzt kostenloses Erstgespräch für Mathe anfragen

Von überall aus lernen – ganz flexibel!

Vollen Fokus auf deine Online-Nachhilfe!

Intensivkurse von easy learning – digital & flexibel

Du brauchst mehr Hilfe?

Wir unterstützen Dich – jederzeit und überall!