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Punktprobe

Mit der Punktprobe kann man prüfen, ob ein Punkt \( P \) Element einer Geraden \( g \) ist, also auf der Geraden liegt. Ist der Punkt Element der Gerade, wird es gekennzeichnet mit \( P \in g \).

Gesucht: Liegt ein Punkt \( P \) auf einer Geraden \( g \)?

  1. Ortsvektor des Punktes \( P \) mit der Geradengleichung gleichsetzen
  2. Jede Zeile als eigene Gleichung verstehen und nach \( \lambda \) auflösen
    → Erhält man in jeder Zeile die gleiche Lösung für \( \lambda \), liegt der Punkt auf der Geraden

Beispiel:

Prüfe, ob der Punkt \(P(8|4|7)\) auf der Geraden \( g: \vec{x} = \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} + \lambda \cdot \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} \) liegt.

Schritt 1: Ortsvektor des Punktes P mit der Geradengleichung gleichsetzen:

\( \overrightarrow{OP} = \overrightarrow{OA} + \lambda \cdot \overrightarrow{AB} \)
\( \begin{pmatrix} 8 \\ 4 \\ 7 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} + \lambda \cdot \begin{pmatrix} 2 \\ 1 \\ 2 \end{pmatrix} \)

Schritt 2: Jede Zeile als eigene Gleichung verstehen und nach \( \lambda \) auflösen:

\( \begin{aligned} I. & \quad 8 = 2 + \lambda \cdot 2 & | -2 \\ II. & \quad 4 = 1 + \lambda \cdot 1 & | -1 \\ III. & \quad 7 = 1 + \lambda \cdot 2 & | -1 \\[6pt] I. & \quad 6 = 2\lambda & | :2 \\ II. & \quad 3 = 1\lambda & | :1 \\ III. & \quad 6 = 2\lambda & | :2 \\[6pt] I. & \quad 3 = \lambda \\ II. & \quad 3 = \lambda \\ III. & \quad 3 = \lambda \end{aligned} \)

\( \Rightarrow P \in g \)

Die Lösung für den Parameter \( \lambda = 3 \) bedeutet in diesem Fall, dass man durch das Einsetzen dieser Lösung in die Geradengleichung die Koordinaten des Punktes \( P \) erhält.

Geometrisch müssen wir uns das so vorstellen: Vom Punkt \( A \), der den Stützvektor bildet, wird genau dreimal der Richtungsvektor entlang der Geraden gegangen, um zum Punkt \( P \) zu gelangen.

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