Klasse 7 · 11. Schulstufe · Die Kugel im Raum

Lagebeziehung Punkt–Kugel

|MP| gegen r vergleichen: innerhalb, auf, oder außerhalb der Kugel?

📌 Das Wichtigste in einem Satz

Um zu prüfen, wo ein Punkt P relativ zu einer Kugel (Mittelpunkt M, Radius r) liegt, berechnet man den Abstand |MP| und vergleicht ihn mit r: ist |MP|r, liegt P AUSSERHALB der Kugel. Der Abstand |MP| wird wie der Betrag eines Vektors berechnet: |MP|=√((px−mx)²+(py−my)²+(pz−mz)²).
|MP|r → außerhalb.

Beispiel 1

Kugel: Mittelpunkt M=(-1;-1;-2), Radius r=12. Punkt P=(0;3;-10). Liegt P innerhalb, auf, oder außerhalb der Kugel?

M=(-1;-1;-2), r=12, P=(0;3;-10)

  • P liegt INNERHALB der Kugel, denn |MP|=9 < r=12
  • P liegt AUF der Kugel, denn |MP|=9 = r=12
  • P liegt AUSSERHALB der Kugel, denn |MP|=9 > r=12

So kommst du darauf: |MP|=9 < r=12 → innerhalb.

Beispiel 2

Um zu prüfen, ob ein Punkt P innerhalb, auf, oder außerhalb einer Kugel liegt, was berechnet man?

Lagebeziehung Punkt-Kugel prüfen

  • Den Abstand |MP| zwischen Mittelpunkt M und P, und vergleicht ihn mit dem Radius r
  • Man setzt P direkt in die Kugelgleichung ein und prüft, ob 0 herauskommt
  • Man vergleicht die Koordinaten von P direkt mit den Koordinaten von M

So kommst du darauf: |MP| berechnen und mit r vergleichen.

🗣️ Prüfe dich selbst

„Weiß ich noch, wie man |MP| berechnet, um die Lage eines Punktes zur Kugel zu bestimmen?"

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