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Tangentenbedingung beweisen

ZahlReich - Mathematik Hausaufgabenhilfe » ---- Archiv: Klassen 12/13 » Analytische Geometrie » Dreiecke/Vierecke/Kreise » Archiviert bis 21. Oktober 2002 Archiviert bis Seite 3 » Tangentenbedingung beweisen « Zurück Vor »

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debbi
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Unregistrierter Gast
Veröffentlicht am Sonntag, den 06. Oktober, 2002 - 10:29:   Beitrag drucken

Hey ich hab da ne knifflige Aufgabe,die ich gern lösen würde! Mir fehlen nur einige Anstöße!

Ich soll beweisen,dass g:x nur dann Tangente von dem Ursprunskreis K mit Radius r ist,wenn die Tangentenbedingung gilt!

g:x(vektor)=(on)+s(1m)
[vektoren:also o über n und 1 über m]

r²(1+m²)=n²
[Tangentenbedingung]

K:x²(vektor)=r²
[da Ursprungskreis,oder nicht?]

Ich komm da auf so Sachen wie x=r=n(da Ursprungskreis)!Bitte helft mir,ich sitz schon so lang daran,dass ich gar keine logischen Schlüsse mehr ziehen kann!Wie genau wird ein Beweis für sowas eigentlich geführt?
Danke für jeden Anstoß oder jede Hilfe!}
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mythos2002 (mythos2002)
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Erfahrenes Mitglied
Benutzername: mythos2002

Nummer des Beitrags: 128
Registriert: 03-2002
Veröffentlicht am Sonntag, den 06. Oktober, 2002 - 12:51:   Beitrag drucken

Hallo,

der Anfang ist schon ok.

Vektoren kannst Du leicht als Zeilenvektoren {0;n} bzw. {1;m} bzw, mit Großbuchstaben schreiben, so lautet g dann:

g: X = {0;n} + s*{1;m}

den Schnittpunkt mit dem Kreis bekommst Du durch Einsetzen in X² = r²:

(0 + 1*s)² + (n + m*s)² = r² .. nach s auflösen

s² + m²s² + 2mns + n² - r² = 0
s²(1 + m²) + 2mns + (n² - r²) = 0
s² + 2mn/(1 + n²) + (n² - r²)/(1 + m²) = 0
(quadr. Gleichung mit Formel auflösen)

s1,2 = -mn/(1 + n²) +/- [sqrt(m²n² - n² + r² - m²n² + r²m²)]/(1 + n²)

s1,2 = -mn/(1 + n²) +/- [sqrt(r² + r²m² - n²)]/(1 + n²)

für eine Tangente darf es nur einen Schnittpunkt geben, also muss der Ausdruck unter der Wurzel (Diskriminante) 0 werden:

r² + r²m² - n² = 0

r²*(1 + m²) = n²
==============


was zu zeigen war!

Gr
mYthos
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debbi
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Unregistrierter Gast
Veröffentlicht am Dienstag, den 08. Oktober, 2002 - 11:14:   Beitrag drucken

Hey kannst du mir den Schritt vielleicht nochmal erleutern?Ich knobel schon seit Sonntag dran und steig nicht hinter!Wäre echt nett!!

von
s²(1 + m²) + 2mns + (n² - r²) = 0
zu
s² + 2mn/(1 + n²) + (n² - r²)/(1 + m²) = 0
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mythos2002 (mythos2002)
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Erfahrenes Mitglied
Benutzername: mythos2002

Nummer des Beitrags: 141
Registriert: 03-2002
Veröffentlicht am Dienstag, den 08. Oktober, 2002 - 12:10:   Beitrag drucken

Hi debbie,

ich sehe gerade, dass da ein kleiner Fehler passiert ist, der aber auf das Ergebnis keine Auswirkung gehabt hat. Richtig soll es heissen:

s²(1 + m²) + 2mns + (n² - r²) = 0
s² + 2mn/(1 + m²) + (n² - r²)/(1 + m²) = 0
(quadr. Gleichung mit Formel auflösen)

es wurde die ganze Gleichung durch (1 + m²) dividiert, damit man die p,q - Formel für die quadratische Gleichung anwenden kann!

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- [sqrt(m²n² - n² + r² - m²n² + r²m²)]/(1 + m²)

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- [sqrt(r² + r²m² - n²)]/(1 + m²)

für eine Tangente darf es nur einen Schnittpunkt geben, also muss der Ausdruck unter der Wurzel (Diskriminante) 0 werden:

r² + r²m² - n² = 0

r²*(1 + m²) = n²
==============

was zu zeigen war!

Danke für Deine Aufmerksamkeit und
sorry for inconvenience!

Gr
mYthos
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kein Hexenjäger
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Unregistrierter Gast
Veröffentlicht am Dienstag, den 08. Oktober, 2002 - 12:39:   Beitrag drucken

und da...
s² + 2mns/(1 + m²) + (n² - r²)/(1 + m²) = 0

fehlt noch ein "s"
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mythos2002 (mythos2002)
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Benutzername: mythos2002

Nummer des Beitrags: 142
Registriert: 03-2002
Veröffentlicht am Dienstag, den 08. Oktober, 2002 - 12:52:   Beitrag drucken

Damned - hast recht! THX!

@debbie, bitte das ganz oben zu berücksichtigen.
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debbi
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Unregistrierter Gast
Veröffentlicht am Dienstag, den 08. Oktober, 2002 - 15:38:   Beitrag drucken

Jetzt stimmt`s mit meinen Aufzeichnungen überein!
Danke!
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debbi
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Unregistrierter Gast
Veröffentlicht am Donnerstag, den 17. Oktober, 2002 - 14:05:   Beitrag drucken

Hi Leute!
Ich hab da noch ein Problem.Ich kann den folgenden Schritt nicht nachvollziehen,da mir der farbig markierte Teil unklar ist!

von:s² + 2mns/(1 + m²) + (n² - r²)/(1 + m²) = 0
(quadr. Gleichung mit Formel auflösen)

zu:s1,2 = -mns/(1 + m²) +/- [sqrt(m²n²s² - n² + r²-m²n²+m²r² ]/(1 + m²)
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mythos2002 (mythos2002)
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Benutzername: mythos2002

Nummer des Beitrags: 171
Registriert: 03-2002
Veröffentlicht am Freitag, den 18. Oktober, 2002 - 22:13:   Beitrag drucken

@debbi

die Gleichung

s² + 2mns/(1 + m²) + (n² - r²)/(1 + m²) = 0

ist nach s aufzulösen, daher gibt's erstens in der Lösung natürlich KEIN s mehr!

Weiter nun ausführlich:

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- {sqrt[m²n²/(1 + m²)² - (n² - r²)}/(1 + m²)]

INNERHALB der Wurzel auf den gemeinsamen Nenner (1 + m²)² bringen:

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- {sqrt[m²n²/(1 + m²)² - (n² - r²)*(1 + m²)}/(1 + m²)²]

Aus dem Nenner die Quadratwurzel ziehen und dies ausklammern:

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- {sqrt[m²n² - (n² - r²)*(1 + m²)]}/(1 + m²)

die Klammern innerhalb der Wurzel ausmultiplizieren und dabei Vorzeichen beachten:

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- {sqrt[m²n² - (n² - r² + m²n² - m²r²)]}/(1 + m²)

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- [sqrt(m²n² - n² + r² - m²n² + m²r²)]/(1 + m²)

m²n² innerhalb der Wurzel reduziert sich ...

s1,2 = -mn/(1 + m²) +/- [sqrt(- n² + r² + m²r²)]/(1 + m²)

Diskriminante --> 0

- n² + r² + m²r² = 0

r²*(1 + m²) = n²

Gr
mYthos

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