Rotierende Gerade (Lösung)
von Dr. Roland Mildner, Leipzig (Wurzel 5/2002, S.98-100)

Die Gerade g durch die Punkte A und B hat wegen die Parameterdarstellung

Bei Rotation von g um die z-Achse mit dem Drehwinkelbewegt sich A in der Höhe z = 0 auf dem Einheitskreis und geht über in den Punkt . Der Punkt B bewegt sich dabei in Höhe z = 1 auf dem Kreis x2 + y2 = 2 und geht wegen

über in den Punkt . Demnach erhalten wir folgende Parameterdarstellung für die rotierte Gerade g*:

Die Richtung des Lotvektors der Abstand der beiden windschiefen Geraden g und g* ist, wird bestimmt durch den Vektor

mit dem Betrag

Der Einheitsvektor in Richtung lautet demnach

Mit dem Skalarprodukt erhalten wir nun den Abstand d der beiden Geraden g und g*:

Mit Hilfe von (3) und (4) ergibt sich nun der Lotvektor :

Um die Lage des kürzesten Abstands, also die beiden Lotfußpunkte D1 auf g und D2 auf g* zu bestimmen, lösen wir das Gleichungssystem

Durch Einsetzen von (1), (2) und (5) erhält man aus (6) das System

das für die Lösungen

besitzt. Damit erhalten wir nach (1):

Ebenso erhalten wir nach (2):

(4) sowie (8) und (9) mit (7) liefern das Ergebnis fürist g = g*, also d = 0.

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