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HERBERS
Excel-Forum (Archiv)
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Kreise Appolonius, Lineares Gl-System

Kreise Appolonius, Lineares Gl-System
16.12.2016 15:46:04
Michael
Hi zusammen,
angeregt durch einen anderen Thread tüftle ich seit einer Woche mit den verflixten Kreisen herum...
Datei mit Formelausschnitten und Berechnungen: https://www.herber.de/bbs/user/110076.xlsm
Auf Wiki findet sich eine nette Formel zur Berechnung der Kreise des Apollonius unter: http://de.wikipedia.org/wiki/Apollonisches_Problem
die wiederum in ein lineares Gleichungssystem mündet, das zu zicken scheint.
Auf http://www.herder-oberschule.de/madincea/aufg0010/apolloni.pdf
findet sich eine ähnliche Berechnung, wobei es sich "der Mathematiker" leicht gemacht und einen Kreismittelpunkt im Ursprung des Koordinatensystems und einen weiteren MP auf der x-Achse platziert hat.
Diese Daten habe ich in die allg. Matrix (r1:r3,x1:x3,y1:y3) eingesetzt, wobei man durch Eingabe von 0 oder 6 in AA1 zwischen dem Herder-Set und einem weiteren Set von Daten zu der Abbildung in der Datei umschalten kann: für letzteres GIBT es eine anderweitig ermittelte Lösung ("Soddy-Kreis").
1: Datenset "Herder" (AA1=6)
Mit diesen Zahlen laufen die Matrixformeln offensichtlich an die Grenzen des Wertebereichs.
Die zwei Bereiche Q6-Z16 und Q32-Z42 sind identisch verformelt; im oberen Teil hat die "Inverse" Werte mit je x mal E+14 bis E+15, während die "Determinante" gegen 0 geht. Das führt dazu, daß sehr brav aussehende Ergebnisse herauskommen, die aber schlicht falsch sind (vgl. U8-10 mit Gegenprobe Z8-10).
Im unteren Teil habe ich in R36 händisch einen um 0,1 differierenden Wert eingegeben und alles sieht "normal" aus: Inv und Det ok, Gegenrechung auch. Sobald man hier wieder -20 eingibt, kommt Mist raus.
Es kann doch nicht sein, daß Inv mit derart simplen Zahlen zickt?
1: Datenset zur Abb. (AA1=0)
Hier gibt es gar keine Lösung - die Determinante ist immer 0 (abhängig von den s-Werten). Keine "rechnerische" jedenfalls, obwohl sich der Innenkreis(radius) mit der Soddy-Formel (Blatt "Soddy") problemlos ermitteln läßt.
Was ich gerne wüßte:
Habe ich eine Formel in R8-U10 bzw. dem Array R11:T11 falsch eingegeben? Nicht, daß ich nicht x-mal mit der Vorlage verglichen hätte, aber wer weiß...
Oder muß ich ganz anders vorgehen?
(Ersatzweise habe ich den Gauss-Algo aus
http://www.vba-blog.de/?q=content/lineares-gleichungssystem-mit-dem-gau%C3%9Fverfahren-l%C3%B6sen
eingebaut, der aber wegen "Überlauf" (aus Division durch Zahl ziemlich nahe bei 0) auch nicht geht. Aus copyright-Gründen habe ich den Code aus "unserer" Datei entfernt.)
Ich hoffe, jemandem von Euch fällt was ein...
Schöne Grüße,
Michael

3
Beiträge zum Forumthread
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Anwender
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ist gelöst - dann halt ohne Matrix
18.12.2016 20:00:47
Michael
Hi,
falls es jemanden interessiert: der Knackpunkt lag wohl darin, daß es sich zunächst nicht um ein lineares Gleichungssystem handelt, das erst durch die Umformungen (s. Wiki) zu einem solchen wird.
Warum die Matrixformel zickt, ist mir insofern zwar unklar, aber unter der (einengenden) Voraussetzung, daß die Kreise so liegen, wie sie es tun, tritt beim händischen Ausmultiplizieren kein div/0 auf, so what?
Um beliebige Kreise zu berechnen, muß man so zwar zuvor die Lage der Mittelpunkte erst umrechnen (siehe 1. Post bzw. Grafik in der dortigen Datei) und hinterher wieder korrigieren, aber dafür läuft es zuverlässig.
Für Interessierte das Lösungsblatt mit Herleitung (=verallg. Form des Herder-Links; die Formeln sind nicht sauber zusammengefaßt und teilweise substituiert, das wäre aber Fleißarbeit - für den Moment genügt mir die Lösung) anbei: https://www.herber.de/bbs/user/110094.xlsx
Schöne Grüße,
Michael
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OT @ Michael: Frohes Fest und guten Rutsch...
20.12.2016 12:42:34
Michael
...Dir und Deinen Lieben!
Jetzt gleich mal auf diesem Weg, bevor ich es vergesse!
G'sundheit im nächsten Jahr wünsch ich!
LG aus W
Michael
OT @ M(m) herzlichen Dank,
20.12.2016 17:49:13
Michael
Michael,
für die Grüße.
Ich wünsche Dir samt Anhang ebenfalls alles Gute.
Mann, irgendwann im Heurigen... - am besten mit Schleppi, hehe.
Mach's gut & LG,
Michael

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