Kursangebot | Höhere Mathematik 2: Analysis und Gewöhnliche Differentialgleichungen | Binormalenvektor im Raum

Höhere Mathematik 2: Analysis und Gewöhnliche Differentialgleichungen

Binormalenvektor im Raum

Der Binormalenvektor ergibt sich aus dem Kreuzprodukt von Tangenteneinheitsvektor und dem Hauptnormalenvektor ,

.

mit als Raumkurve.

Das Vektorprodukt  zweier Vektoren  hat die Eigenschaft, dass  auf  und senkrecht steht. Da  und  auch senkrecht (orthogonal) zueinander sind und die Länge aufweisen, bilden die drei Vektoren eine positiv orientierte Orthogonalbasis.

Das bedeutet also, dass alle drei Vektoren senkrecht zueinander stehen.

Anwendungsbeispiel

Beispiel

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Gegeben sei die Raumkurve . Berechne den Binormalenvektor.

Ableitungen bilden

Vektorprodukt bilden

Länge berechnen

Binormalenvektor berechnen

Orthogonalität

Wie bereits oben erwähnt, steht der Binormalenvektor senkrecht zum Tangenteneinheitsvektor und zum Hauptnormalenvektor.

Der Tangenteneinheitsvektor ist:

mit  

Der Hauptnormalenvektor ist:

Einfachere Berechnung über:



Überprüfung der Orthogonalität der drei Vektoren



Da die Skalarmultiplikation Null ergibt, stehen die drei Vektoren senkrecht zueinander. 

Merke

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Was bedeutet das Vektorprodukt in diesem Fall? Wenn also alle drei Vektoren senkrecht (orthogonal) zueinander stehen, dann kann man aus zwei der Vektoren durch das Vektorprodukt den dritten Vektor berechnen:



Das Skalarprodukt bedeutet in diesem Fall, dass man durch die Multiplikation der Vektoren miteinander den Vektor Null erhält, wenn die Vektoren senkrecht zueinander stehen:

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