Mathematik Abitur
Schnittwinkel zweier Ebenen
Schnittwinkel zweier Ebenen
Schneiden zwei Ebenen einander in einer Geraden g, so bezeichnet man als Schnittwinkel dieser beiden Ebenen den Winkel zwischen denjenigen beiden Geraden, die eine dritte, zur Schnittgeraden senkrechte Ebene aus "herausschneidet" (Bild 1). Man spricht manchmal auch von dem zwischen liegenden "Keilwinkel".
Durch diese Überlegung wird die Frage nach dem Schnittwinkel zweier Ebenen auf das einfachere Problem des Schnittwinkels zweier Geraden im Raum zurückgeführt.

Zur rechnerischen Bestimmung des Schnittwinkels betrachtet man zwei Normalenvektoren der Ebenen .
Da senkrecht zu und senkrecht zu verläuft, ist der von gebildete Winkel gleich dem Schnittwinkel (bzw. 180° – ). Der Schnittwinkel kann aus diesem Grund durch Anwendung der Definitionsgleichung für das Skalarprodukt auf die beiden Normalenvektoren berechnet werden.

Die Gleichungen für gewinnt man aus den Ebenengleichungen:
Hat die Ebene die Gleichung , so ist ein Normalenvektor von . Ist die Gleichung von in der Koordinatenschreibweise, also , angegeben, dann gilt .
Aus erhält man
.

Beispiele (s. auch interaktives Beispiel):

a) Es ist der Schnittwinkel der Ebenen mit bzw. zu bestimmen.

Aus den beiden Gleichungen kann man ablesen:
,
Daraus ergibt sich und damit .

b) Durch A(6; 0; 0), B(0; 8; 0) und C(0; 0; 2) ist eine Ebene gegeben.
Es sind die Schnittwinkel dieser Ebene mit den Koordinatenebenen zu bestimmen.

Nach der Achsenabschnittsgleichung für Ebenen hat die Gleichung , woraus sich und damit für einen Normalenvektor von ergibt.
Die Normalenvektoren der drei Koordinatenebenen sind .
Unter Verwendung der oben angegebenen Formel erhält man hieraus
;

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