Länge eines Vektors berechnen (Betrag)

Die Länge eines Vektors, auch Betrag genannt, ist ein fundamentales Konzept in der analytischen Geometrie. Du brauchst sie für Abstandsberechnungen, Einheitsvektoren und vieles mehr. In diesem Artikel lernst du, wie du den Betrag eines Vektors berechnest.

Was ist der Betrag eines Vektors?

Der Betrag $|\vec{v}|$ eines Vektors gibt seine Länge an – also den Abstand vom Anfangspunkt zum Endpunkt. Die Berechnung basiert auf dem Satz des Pythagoras, erweitert auf mehrere Dimensionen.

💡 Schreibweisen für den Betrag

Der Betrag eines Vektors $\vec{v}$ wird geschrieben als:

  • $|\vec{v}|$ (Betragsstriche)
  • $\|\vec{v}\|$ (doppelte Striche)
  • $|v|$ oder einfach $v$ (wenn klar ist, dass der Betrag gemeint ist)

Formel für den Vektorbetrag im 2D

Für einen Vektor $\vec{v} = (x, y)$ im zweidimensionalen Raum gilt:

$$|\vec{v}| = \sqrt{x^2 + y^2}$$
Betrag eines Vektors im $\mathbb{R}^2$

📝 Beispiel 2D

Gegeben: $\vec{v} = (3, 4)$

$|\vec{v}| = \sqrt{3^2 + 4^2}$

$|\vec{v}| = \sqrt{9 + 16}$

$|\vec{v}| = \sqrt{25}$

$|\vec{v}| = 5$

Formel für den Vektorbetrag im 3D

Für einen Vektor $\vec{v} = (x, y, z)$ im dreidimensionalen Raum erweitert sich die Formel:

$$|\vec{v}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$$
Betrag eines Vektors im $\mathbb{R}^3$

📝 Beispiel 3D

Gegeben: $\vec{v} = (2, -3, 6)$

$|\vec{v}| = \sqrt{2^2 + (-3)^2 + 6^2}$

$|\vec{v}| = \sqrt{4 + 9 + 36}$

$|\vec{v}| = \sqrt{49}$

$|\vec{v}| = 7$

Der Einheitsvektor

Ein Einheitsvektor ist ein Vektor mit der Länge 1. Du erhältst ihn, indem du einen Vektor durch seinen Betrag teilst:

$$\vec{v}_0 = \frac{\vec{v}}{|\vec{v}|}$$
Einheitsvektor (normierter Vektor)

📝 Beispiel: Einheitsvektor

Berechne den Einheitsvektor zu $\vec{v} = (3, 4)$

1. Betrag berechnen: $|\vec{v}| = \sqrt{9 + 16} = 5$

2. Vektor durch Betrag teilen:

$\vec{v}_0 = (3, 4) / 5 = (3/5, 4/5) = (0{,}6; 0{,}8)$

Einheitsvektor: $\vec{v}_0 = (0{,}6; 0{,}8)$

Probe: $|\vec{v}_0| = \sqrt{0{,}36 + 0{,}64} = \sqrt{1} = 1$ ✓

Abstand zwischen zwei Punkten

Mit dem Vektorbetrag kannst du auch den Abstand zwischen zwei Punkten berechnen. Du bildest den Verbindungsvektor und berechnest seinen Betrag.

$$d(A, B) = |\overrightarrow{AB}| = |B - A|$$
Abstand zwischen Punkt A und Punkt B

📝 Beispiel: Abstand

Berechne den Abstand zwischen $A(1, 2, 3)$ und $B(4, 6, 3)$

$\overrightarrow{AB} = B - A = (4-1, 6-2, 3-3) = (3, 4, 0)$

$|\overrightarrow{AB}| = \sqrt{3^2 + 4^2 + 0^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25}$

Abstand: $d(A, B) = 5$

Wichtige Eigenschaften

⚠️ Häufige Fehler

  • Vergessen, die Komponenten zu quadrieren
  • Vorzeichen falsch behandeln (beim Quadrieren werden negative Zahlen positiv!)
  • Wurzel vergessen

Zusammenfassung

Dimension Formel
2D: $\vec{v} = (x, y)$ $|\vec{v}| = \sqrt{x^2 + y^2}$
3D: $\vec{v} = (x, y, z)$ $|\vec{v}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$
Einheitsvektor $\vec{v}_0 = \frac{\vec{v}}{|\vec{v}|}$
Abstand A-B $d = |B - A|$

🎯 Tipp für die Prüfung

Der Vektorbetrag kommt in vielen Aufgaben vor – bei Abständen, Winkeln, Normalenvektoren und mehr. Übe die Formel, bis du sie im Schlaf kannst!

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