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Gegeben ist die Ebene \( E: 8 x_{1}+6 x_{3}=48 \). Bestimme die Gleichung einer Ebene \( F \), die parallel zu E ist und den Abstand \( d=20 \) zU E hat. F:

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Feb 03,2025

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Answer

Eine Ebene \( F \) parallel zu \( E: 8x_{1} + 6x_{3} = 48 \) und mit Abstand 20 hat die Gleichungen: - \( 8x_{1} + 6x_{3} = 248 \) - \( 8x_{1} + 6x_{3} = -152 \)

Solution

Um eine Ebene \( F \) zu bestimmen, die parallel zur Ebene \( E: 8x_{1} + 6x_{3} = 48 \) ist und einen Abstand \( d = 20 \) zu \( E \) hat, gehen wir wie folgt vor: 1. **Parallele Ebenen haben denselben Normalenvektor:** Der Normalenvektor von \( E \) ist \( \mathbf{n} = (8, 0, 6) \). Daher hat auch \( F \) den Normalenvektor \( (8, 0, 6) \). 2. **Allgemeine Form der parallelen Ebene \( F \):** \[ 8x_{1} + 6x_{3} = D \] Hierbei ist \( D \) eine Konstante, die noch bestimmt werden muss. 3. **Berechnung des Abstands zwischen den Ebenen:** Der Abstand \( d \) zwischen den parallelen Ebenen \( E: 8x_{1} + 6x_{3} = 48 \) und \( F: 8x_{1} + 6x_{3} = D \) wird durch die Formel gegeben: \[ d = \frac{|D - 48|}{\|\mathbf{n}\|} = \frac{|D - 48|}{\sqrt{8^2 + 0^2 + 6^2}} = \frac{|D - 48|}{10} \] Gegeben ist \( d = 20 \), also: \[ \frac{|D - 48|}{10} = 20 \quad \Rightarrow \quad |D - 48| = 200 \] Daraus ergeben sich zwei Möglichkeiten: \[ D = 48 + 200 = 248 \quad \text{oder} \quad D = 48 - 200 = -152 \] 4. **Endgültige Gleichungen der Ebene \( F \):** \[ F: 8x_{1} + 6x_{3} = 248 \quad \text{oder} \quad 8x_{1} + 6x_{3} = -152 \] **Antwort:** Eine mögliche Ebene F ist gegeben durch  8 x₁ + 6 x₃ = 248 oder durch  8 x₁ + 6 x₃ = –152.

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Um die Gleichung der Ebene \( F \) zu bestimmen, die parallel zur Ebene \( E: 8x_1 + 6x_3 = 48 \) ist und den Abstand \( d = 20 \) hat, beginnen wir mit dem Normalenvektor der Ebene \( E \), der aus den Koeffizienten der Variablen \( x_1 \) und \( x_3 \) abgeleitet wird. Der Normalenvektor lautet \( \vec{n} = (8, 0, 6) \). Der Abstand zwischen zwei parallelen Ebenen kann mithilfe der allgemeinen Form einer Ebene \( ax_1 + by_2 + cz_3 = d \) berechnet werden. Wir können die Gleichung für die neue Ebene \( F \) in der Form \( 8x_1 + 6x_3 = d_F \) aufstellen. Der Abstand \( d \) zwischen den beiden parallelen Ebenen wird durch die Formel \( \frac{|d_F - d_E|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}} \) gegeben. Setzten wir \( d_E = 48 \) und lösen nach \( d_F \) für einen Abstand von 20: \[ \frac{|d_F - 48|}{\sqrt{8^2 + 0^2 + 6^2}} = 20. \] Das gibt uns zwei mögliche Lösungen für \( d_F \): \( d_F = 48 + 20\sqrt{100} \) oder \( d_F = 48 - 20\sqrt{100} \). Berechnen wir die Werte für \( d_F \): 1. \( d_F = 48 + 200 = 248 \) 2. \( d_F = 48 - 200 = -152 \) Somit können wir die Gleichungen der parallelen Ebenen \( F_1: 8x_1 + 6x_3 = 248 \) und \( F_2: 8x_1 + 6x_3 = -152 \) aufstellen.

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