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LernenMathematikSekundarstufe IIVektorgeometrieKoordinatenform der Ebene

Themenübersicht

Koordinatenform der Ebene

Die Koordinatenform prüft mit einer linearen Gleichung, ob ein Punkt auf einer Ebene liegt.

MathematikSekundarstufe II

Lernweg

Theorie
verstehen
Beispiele
nachvollziehen
Selbst
rechnen

Lernschritt

Theorie verstehen

ax + by + cz = dxyznE
Illustration zu Koordinatenform der Ebene

Ebenen in Koordinatenform lesen

Die Koordinatenform fasst eine Ebene in einer linearen Gleichung zusammen. Ihre Koeffizienten bilden einen Normalenvektor.

E:ax+by+cz=dn=(a∣b∣c)=0

Ein Punkt liegt genau dann in E, wenn seine Koordinaten die Gleichung erfüllen.

Merke

Die rechte Seite d gehört nicht zum Normalenvektor.

Das lernst du

  • •Lies einen Normalenvektor aus der Koordinatenform ab.
  • •Prüfe und ergänze Ebenenpunkte.
  • •Bestimme die Koordinatenform aus Punkt und Normale.

Lernschritt

Beispiele nachvollziehen

Musteraufgabe 1

Einfach

Koordinatenform bestimmen

Bestimme die Ebene durch P(2∣−1∣3) mit Normale n=(1∣2∣−2).

  1. 1Linke Seite

    x+2y−2z=d
  2. 2P einsetzen

    d=2+2(−1)−2⋅3=−6
  3. 3Gleichung

    E:x+2y−2z=−6

Ergebnis

E:x+2y−2z=−6

Musteraufgabe 2

Mittel

Von der Parameter- zur Koordinatenform

Wandle die gegebene Ebene in Koordinatenform um.

E: x=(2∣1∣0)+r(1∣0∣1)+s(0∣2∣−1)
2x−y−2z=3xyznE
  1. 1Normalenvektor bilden

    (1∣0∣1)×(0∣2∣−1)=(−2∣1∣2)
  2. 2Rechte Seite bestimmen

    d=(−2∣1∣2)⋅(2∣1∣0)=−4+1=−3
  3. 3Koordinatenform aufschreiben

    −2x+y+2z=−3
  4. 4Vorzeichen vereinheitlichen

    2x−y−2z=3

Ergebnis

Damit ergibt sich:

E: 2x−y−2z=3

Lernschritt

Selbst rechnen

Aufgabe 1

Einfach

Normalenkomponente

Welche y-Komponente hat die Normale von 2x−7y+z=4?

Aufgabe 2

Einfach

Fehlende Koordinate

Der Punkt P(1∣2∣z) liegt auf x+y+z=6. Bestimme z.

Aufgabe 3

Einfach

Punktprobe

Liegt (2∣0∣1) auf 2x−y+z=5?

Aufgabe 4

Einfach

Rechte Seite

Die Ebene mit n=(3∣1∣−1) geht durch P(2∣4∣5). Bestimme d in 3x+y−z=d.

Aufgabe 5

Mittel

Normalenvektor ablesen

Gib einen Normalenvektor und die rechte Konstante der Ebene E an.

E: 3x−2y+z=7

Bearbeite die Aufgabe schriftlich. Vergleiche danach mit der Lösung.

Aufgabe 6

Mittel

Fehlende Punktkoordinate

Der Punkt P(2∣−1∣z) liegt in E. Bestimme z.

E: x+2y−z=5

Bearbeite die Aufgabe schriftlich. Vergleiche danach mit der Lösung.

Aufgabe 7

Anspruchsvoll

Parameterform in Koordinatenform

Wandle die Ebene in eine Koordinatenform um.

E: x=(1∣0∣2)+r(1∣1∣0)+s(0∣1∣1)

Aufgabe 8

Anspruchsvoll

Ebene aus Achsenabschnitten

Bestimme die Koordinatenform der Ebene durch A(2∣0∣0), B(0∣3∣0), C(0∣0∣6).

2x​+3y​+6z​=1