Vektorrechnung: Kreis

Hallo, Mathematiker,

kann bitte jemand auf Schnelle eine Kreisgleichung in Vektorform mit einer kleinen Erklärung aus dem Boden stampfen. Durch meine eigene Überlegung bin ich nur auf folgendes gekommen:

Sei * Multiplikationszeichen (ganz normal).
Sei ° Standardskalarprodukt.
Sei ^n ein Normalenvektor zur Ebene, auf der der Kreis liegen soll.
Sei ^m der Mittelpunkt des Kreises.
Sei ^x0 ein unbekannter Einheitsvektor.
Sei r eine reele Zahl und der Radius des Kreises.

Dann ist die Gleichung:

^n ° ( ^x0 * r - ^m ) = 0 ;

Das wird zwar wohl stimmen, aber sieht irgendwie kommisch aus. Es gibt doch bestimmt eine Möglichkeit den Kreis durch Winkelfunktion auszudrücken.

Dann hab ich noch eine Frage. Ich vermute das die Fläche des Kreises:
A = ( ^r ° ^r ) * PI ;
ist, wo ^r den Radiusvektor darstellen soll: also ^r = ( ^a - ^m ), wo ^a ein Punkt des Kreises und ^m der Mittelpunkt. Dies ist aber nur der skalare Ausdruck. Jemand weiss doch bestimmt, wie man den Flächenmaß als Vektorausdrücken kann. Ich meine wie bei einem Parallelogramm:

Sei x Vektorprodukt.
Seien ^a und ^b Vektoren aus dem gleichen Raum.
Dann ist
^a x ^b
sowas wie ein „vektorielles“ Maß der Fläche des Parallelogramms, dass zwischen beiden Vektoren ^a und ^b aufgespannt wird.

Meine Vermutung bei dem Kreis wäre dann:

Sei K ein Kreis mit:
(1) ^m Mittelpunkt
(2) und ^a, ^b zwei Punkten aus diesem Kreis mit ( ^a - ^m ) ° ( ^b - ^m ) = 0 ; sprich zwei Vektoren, die den Mittelpunkt jeweils mit den Punkten ^a und ^b verbinden sind zu einander orthogonal.

Dann ist nach meiner Vermutung der „vektorielle“ Flächenmaß ^f:

^f = ( ( ^a - ^m ) x ( ^b - ^m ) ) * PI ;

Stimmt meine Vermutung oder liege ich da grottenfalsch daneben?

Danke :wink:

Vektorrechnung: Kreis schnauffe Elle
Hallo, Arthur, schnauffe Elle, wie du es dir wünschtest: ich kann und will aber mich nicht an deine merkwürdige Schreibweise gewöhnen.
Warum nicht so: Vektorx = Vx, und Betrag Vektorx = |Vx| = x?
OKAY, dein Vektorprodukt-Zeichen ° habich funnen.
Nun zum Kreis: du weißt ja, daß der Normalenvektor Vn „auf dem Kreis“,
nämlich auf der Kreisfläche, senkrecht steht, also auf allen Vektoren, die IN der Kreisfläche liegen, also auch auf allen Vp-Vm, wenn VP die Vektoren vom Koordinatenursprung zur Peripherie des Kreises sind (die man hier auch einfach X oder Vx nennen tut gewöhnlich), und Vm der Vektor zum Kreismittelpunkt. Wenn Du möchtest, daß jemand dir hilft, mußt du dir auch die „gewöhnlichen Schreibweisen“ annehmen, bzw. müssen wir eine GEMEINSAME SCHREIBWEISE" finden, finde ich, und da trifft man sich mangels Formeleditor hier am besten so, weil schaman „V“ sehr nach „Vektor“ riechen tut, oder?
Da nun der Vn sekrecht auf diesen Differenzvektoren steht, ist das Skalarprodukt = 0, also gilt:
Vn°(Vp-Vm) = 0 also Vn°Vp - Vn°Vm

Bevor ich weitermache: was meinst du bitte mit:
Sei ^x0 ein unbekannter Einheitsvektor?

Besser wäre sowieso die Berechnung mit bestimmten gegebenen Vektoren/Größen! („Zahlenbeispiele“, aber nicht die Zahlen
aus einer Hausaufgabe!)
Offensichtlich sollen Normalenvektor Vn und
Mittelspunktvektor Vm bekannt sein.
Der Radius ergibt sich ja als Betrag des Differenzvektors,
also als |Vp-Vm|.
Und laut Definition des Slkalarproduktes gilt:
Vn°Vp - Vn°Vm und nun nennen wir den Vektor Vp als den
gesuchten Ortsvektor der Kreislinie X der Vx
(wie oben erklärt).
Dann ist eben die Vektorgleichung (in Normalenform)
des Kreislinie: Vn°X - Vn°Vm, wo sich ja die rechte
Seite skalar berechnen läßt. Sei Vn°Vm = c
(wenn man´s skalar ausrechnet), dann ist eben

X°Vn = c

die Vektor-Normalengleichung.

Um deine Überlegungen zum Radius und zur
Kreisfläche bemühe ich mich erst, wenn wir
uns über obiges einig sind, aber:
Ahem: was ist ein „Dann ist nach meiner
Vermutung der „vektorielle[s]“ Flächenmaß ^f“ ???
Das Flächenmaß des Kreises ist doch ein
reeller Skalar und berechnet sich aus pi*r^2.
Und ist relativ unabhängig von von den EINZELNEN
Peripheriepunkten als X-Vektoren. Relatief.

Lieber Krüsse, Moin, Manni

hi,

X ein punkt auf der kreislinie, M der mittelpunkt des kreises, r der radius.

kreisgleichung i.w.:
|XM| = r … betrag des vektors von X nach M ist r (das erfüllen die kreislinienpunkte und nur diese)

|XM|^2 = XM . XM … wenn . das skalaprodukt bedeutet

also auch
|XM|^2 = r^2

oder
(x-m)^2 + (y-n)^2 = r^2
wenn M = (m; n)

hth
m.

Hallo, Arthur, schnauffe Elle, wie du es dir wünschtest: ich
kann und will aber mich nicht an deine merkwürdige
Schreibweise gewöhnen.
Warum nicht so: Vektorx = Vx, und Betrag Vektorx = |Vx| = x?

Von mir aus, sei Vektorzeichen Vx. Ich habe ^x benutzt, weil ich das eher mit der PASCAL’schen Schreibweise für Pointer (Zeiger) assoziert habe: über einem Vektor wird eben ein Pfeil drüber geschrieben.

Weitere Festlegung, mit der du (Sie?) wahrscheinlich einverstanden bist:

Sei * (normales) Produkt.
Sei ° Standardskalarprodukt.
Sei x Vektorprodukt.

Bevor ich weitermache: was meinst du bitte mit:
Sei ^x0 ein unbekannter Einheitsvektor?

Als Vx0 bezeichne ich eine Einheitsvektor (EV), weil in de normalen mathematischen Schreibweise ein EV einen kleinen Kreis rechts des Pfeiles oben aufweist, sowie Grad-Zeichen.

Um nicht auf der falschen Weg zu gelengen: die deutsche Definition des Kreises ist folgendes:

„Menge aller Punkte, die auf einer Fläche liegen und den gleichen Abstand vom Mittelpunkt haben.“

(In Russland wird als Kreis z.B. eine FLäche definiert, nicht nur eine Linie).

Der Einheitsvektor soll also eine Art Maß sein, da es ja die Betragsnorm 1 hat; multipliziert mit r (dem gewünschten Radius), hat es das die Länge r, sprich:

| Vx0 * r | = r

Es ist also gegeben:

Vm, Ortsvektor zum Mittelpunkt,
Vn, Normalenvektor zur Ebene, auf der der Kreis liegen soll,
r, Radiuslänge als reele Zahl.

Nicht gegeben ist in meiner Geleichung nur dieser EV Vx0.

Ich weiss aber jetzt, was ich in dieser kommischen Gleichung falsch gemacht habe. Es muss gelten:

Vn ist orthogonal zu Vx0 * r, sprich
( Vn ° Vx0 ) * r = 0

Damit könnte man doch theoretisch alle Radiusvektoren bezeichnen.
Die Frage ist nur, ob’s dann möglich ist diese auch zu finden.

Um die Ortsvektoren zu den jeweiligen Punkten zu finden müsste man dann:

Vx0 * r - Vm

ausrechnen.

Besser wäre sowieso die Berechnung mit bestimmten gegebenen
Vektoren/Größen! („Zahlenbeispiele“, aber nicht die Zahlen
aus einer Hausaufgabe!)

Wenn’s meine Hausaufgabe wäre, dann würde ich das ganz bestimmt nicht in einem Forum diskutieren. Wir haben bloss die Kreisgleichung im Unterricht nie besprochen und werden’s wahrscheinlich nicht mehr, da ich im Januar Abi schreibe.

Noch eine Korrektur

Vx0 * r - Vm

Natürlich muss es

r * Vx0 + Vm

heißen so wie auf der Zeichnung: http://tanja.chernyc.bei.t-online.de/kreis.jpg

Vp = r * Vx0 + Vm

sind dann alle Kreispunkte mit der Bedingung

Vx0 ° Vn = 0

Sowas passiert, wen man auf die Schnelle antwortet.
(Schade, dass die Artikel nicht änderbar nach dem abschicken sind)

Ahem: was ist ein „Dann ist nach meiner
Vermutung der „vektorielle[s]“ Flächenmaß ^f“ ???
Das Flächenmaß des Kreises ist doch ein
reeller Skalar und berechnet sich aus pi*r^2.
Und ist relativ unabhängig von von den EINZELNEN
Peripheriepunkten als X-Vektoren. Relatief.

Sei x Vektorprodukt.

Es ist doch bekannt:

A = | Va x Vb |

ist skalares Flächenmaß des Parallelogramms, der von den Vektoren Va und Vb aufgespannt wird.
Dann ist der Vektor Vc

Vc = Va x Vb

ein „vektorielles“ Maß der Fläche, wenn man das so bezeichnen kann.
Vc steht also orthogonal zur Ebene, in der der Parallelogramm liegt.

So etwas sollte es doch auch beim Kreis geben. Ein Vektor Vc, der orthogonal zur Ebene steht, in der der Kreis liegt. Wobei gilt:

A = | Vc |

ist skalares maß der Fläche des Kreises. Vc ist dann „vektorielles“ Maß der Fläche.

Du beziehst dich, glaub’ ich, auf ein zweidimensionales Verktorraum, sprich x-y-Koordinatensystem. Mir geht 's darum, ein Kreis im Raum (stereometrisch), also in einem orthonormierten Vektorraum R³ zu definieren.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Tips und Fragen
Hallo, Arthur, ich weiß nicht, ob du noch (meine) Hilfe haben möchtest, und hoffe jetzt nach deinen Erklärungen, deine eigentliche Frage besser zu verstehen. Suchst du eine Formel/Gleichung für Vektor X (also Vx), die die Größe des radius enthält, also r?
Ein Weg ist z.B. der über den Orstvektor der „Spitze“ des auf dem Mittelpunkt des Kreises senkrecht stehenden Normalenvektors, also Vs = Vm+Vn (das ist: vom Ursprung mittels Vm zum Mittelpunkt, und von dort mittels Vn weiter zur Spitze).
Dann sind ja Vx-Vs der Hypotenusen- und Vn und Vr (deine r:Vxo) die beiden Kathetenvektorwen. Und also:

(Vx-Vs)^2 = Vn^2 + Vr^2 = Vn^2 + r^2 und also:

(Vx-Vs)^2 = (Vx-[Vm+Vn])^2 = Vn^2 + Vr^2 = Vn^2 + r^2

also, zusammengefaßßt:
(Vx-[Vm+Vn])^2 = Vn^2 + r^2

Diese Gleichung verführt nun wegen des doppelten Auftretens von Vn zur binomischen Klammerauflösung und weiteren Zusammenfassung, aber was soll´s?
Da ja Vm, Vn, und r feste, bekannte Größen sind (oder nicht?), brauchen wir nun nur noch einzusetzen und haben unsere gesuchte Gleichung!
Ich hoffe, dir ein wenig geholfen zu haben!
Ich (Dilda) bin ja bekannt und verrufen hier im Forum (und mehrmals schon raussechmissen worden) wegen meines kreaktiefen Umganmgs mit meiner doitschen Sprachje als Ausdrucksform, aber in den „exakten Wissenschaften“ sollte man sich echt auch GERADE spätestens im Verlaufe
der Zusammenarbeit wenigstens temporär auf exakte Definitionen festlegen.
Oder anders gesagt: „erst die arbeit, aber feste!“

Liebe Krüsse, Moin, Manni
(die annern sind alle am fEiern?)

Pst: wenn man sich auf „Vx“ = VektorX einigt, dann kommt man mAn
mit * und ° als kennzeichen der beiden „vektoriellen Produkte“ aus:
Vx*Vy = Skalarprodukt
Vx°Vy = Vektorprodukt
Was für einen Sinn sollte Vx*Vy denn sonst haben können?
Was du noch für ein Problem mit dem Vektorprodukt und dem Flächeninhalt hast, verstehe ich noch nicht.
Diese Beziehung gilt aber ja nur für (Vektor)Parallelogramme und
nicht für Kreise!
Vielleicht gelingt es dir noch, das Problem näher zu schildern?

Danke für die Formel. Klasse herausgearbeitet :wink:

(Vx-[Vm+Vn])^2 = Vn^2 + r^2

Ich bin kein Freund der Schreibweise Vx², denn was ist dann Vx³?

Ich habe versucht das auszupunkten und zusammenzufassen, aber es ist nicht wirklich besser vom Maßstab:

Vx°Vx - 2*Vx°(Vm-Vn) + 2*Vm°Vn - r² = 0.

Ich hoffe ich habe mich nicht verrechnet.
Es ist also eine Art quadratische Gleichung entstanden.

Dabei ist speziell:
Falls Vm ein Nullvektor ist, d.h. der Urspung ist der Mittelpunkt, dann:

Vx°Vx + 2*Vx°Vn - r² = 0
Vx°( Vx + 2*Vn ) - r² = 0

Was du noch für ein Problem mit dem Vektorprodukt und dem
Flächeninhalt hast, verstehe ich noch nicht.
Diese Beziehung gilt aber ja nur für (Vektor)Parallelogramme
und nicht für Kreise!
Vielleicht gelingt es dir noch, das Problem näher zu
schildern?

Eigentlich kann ich nur noch den Zusammenhang, aus dem ich es habe, schildern.

Eigentlich ist es ein physikalisches Thema und hat was mit dem Induktionsgesetz zu tun.

Der Induktionsgesetz lautet in der skalaren Form:

Sei U,ind(t) Induktionsspannung abhängig von der Zeit.
Sei n Anzahl der Windungen der Spule (auf der Zeichnung 1).
Sei phi ein Winkel, unter dem das Magnetfeld, die Fläche durchdringt.
Sei d(A*B*cos(phi))/dt die Ableitung des magnetischen Flusses PHI (Groß-phi) nach der Zeit, wobei B die magnetische Flussdichte und A vom Magnetfeld durchgedrungene Fläche.
Dann gilt:

U,ind(t) = - n * d(A*B*cos(phi))/dt ;
PHI = A*B*cos(phi) ;

Nun gibt es die Möglichkeit dieses Gesetz vektoriell auszudrücken:

Zeichnung:

(1) http://tanja.chernyc.bei.t-online.de/qmag.jpg
(2) http://tanja.chernyc.bei.t-online.de/kmag.jpg

Sei ° Standardskalarprodukt.
Sei VA ein senkrecht zur Fläche A stehendes Vektor, (der den Flächenmaß angibt) also ein Flächenvektor.
Sei VB Vektor des Magnetfeldes.
Dann gilt:

U,ind(t) = - n * d(VA°VB)/dt ;
PHI = VA°VB ;

bzw.

U,ind(t) = - n * d(|VA|*|VB|*cos(phi))/dt ;
PHI = |VA|*|VB|*cos(phi) ;

Nun dieses Vektor VA ist also mein Problem.
Für die Zeichnung (1) ist VA klar bestimmbar - mit dem Vektorprodukt der Seitenvektoren.
Für die Zeichnung (2) ?

Nun ja, ich hoffe, dass es hilfreich ist. Physiker wären in diesem Falle natürlich auch gefragt.

‚Frits und Pagen‘
Hallo, Arthur, wenn
„Falls Vm ein Nullvektor ist, d.h. der Urspung ist der
Mittelpunkt, dann:
Vx°Vx + 2*Vx°Vn - r² = 0
Vx°( Vx + 2*Vn ) - r² = 0“

dann ist auch |Vx| = r, und mit |Vx|^2 = Vx^2 ergibt sich aus: Vx°Vx + 2*Vx°Vn - r² = 0 eben:
r^2 + 2*Vx°Vn - r² = 0 = 2*Vx°Vn, und Vn und Vx stehen ja auch senkrecht aufeinander! Also, was? Naklar!
Du hast es!
Liebe Krüsse, Moin, Manni

Die Formel:

2*Vx°Vn = 0

ist aber als solche unbrauchbar, weil da absolut keine Radiusangabe möglich ist.

Vx°Vx + 2*Vx°vn - r² = 0

ist in dem Sinne brauchbar. Ich habe dies mal praktisch ausprobiert und es klappt.

Beispiel:

Sei r = 5, Radius des Kreises,
Sei Vn = (0|0|0,5) , der Normalenvektor (praktisch ein Stück der z-Achse),
Mittelpunkt im Ursprung.
Dann Kreis u: Vx°Vx + 2*Vx°(0|0|0,5) - 25 = 0 ;
Sei g: Vx = k*(1|0|0) eine Gerade.

Man schneide u und g und es kommen tatsächlich die beiden Schnittpunkte :

Vp1 = (-5|0|0) und
Vp2 = (5|0|0)

heraus.

:wink:

Aber…
(ich finde deinen letzten Beitrag erst jetzt,
mein vorbereiteter bleibt so; sorry für die
Länge, der untere Teil nur bei Interesse!)

Lieber Arthur.
„also, zusammengefaßßt:
(Vx-[Vm+Vn])^2 = Vn^2 + r^2“
das ist ja DOCH NICHT die Gleichung des gesuchten Kreises, sondern der KUGEL mit Radius r !!!
Da habe ich mich leider selber breitgequatscht!
Und bei der Gelegenheit kürzer:

Kreis um M mit Radius r
(„Vx“ ist der Ortsvektor zur Kreisperipherie):
|(Vx-Vm)|^2 = (Vx-Vm)^2 = r^2
UND Normalenvewktor Vn:
Vn°(Vx-Vm) = 0. Also mit Distributivgesetz:
r^2 = r^2 - 0 = (Vx-Vm)^2 -Vn°(Vx-Vm) =
(Vx-Vm)°(Vx-Vm-Vn)=(Vx-Vm)*(Vx-[Vm+Vn]) = r^2.
Und das ist natürlich eine („versteckte“) quadratische Gleichung, aber „was soll´s“, wir haben die Ortsgleichung der Kreislinie!

Etwas anderes: Interessierst du dich für den Grund, warum man das „Skalarprodukt“ gerade sooo definiert hat:
Va°Vb = |Va|*|Vb|*cos(a,b) ???
Willkür??? NEIN!
Denn eigentlich „definiert“ man erst das „Skalarquadrat“ als Länge/Betrag eines Vektors, und zwar eben „pythagoräisch“!
In horizontaler Vektorschreibweise:
Vx^2 = (a;b)^2 = (a;b)°(a;b) = a^2 + b^2

„Ja, aber ein Skalarprodukt“ ist doch eins von 2 verschiedenen Vektoren!"
Ja, und da schauen wir uns ein Dreieck an mit den Seiten a,b und c, die wir als Vektoren Va, Vb und Vc auffasssen können.
Natürlich ist dann Vc = Va+Vb
(die Richtung ist ja unwesentlich)
Also ist Vc^2 = |Vc|^2 (DAS IST DIE Definition!)
auch gleich (Va+Vb)^2 = binomisch = Va^2 + 2Va°Vb + Vb^2
gleich |Va|^2 + 2*Va°Vb + |Vb|^2.
Also folgt: Vc^2 = |Vc|^2 = |Va|^2 + 2*Va°Vb + |Vb|^2 und an welchen anderen Satz erinnert das?
Natürlich, an den „Cosinussatz“ der Trigonometrie!
(Natüürlich muß man diesen Satz dann separat beweisen, z.B. über Dreiecksbetrachtungen und den SDinussatz, oder über die Eulersche Formel e^[ix] = cosx + i*sinx.)
Aus:
Vc^2 = |Vc|^2 = |Va|^2 + |Vb|^2 + 2*Va°Vb
und
c^2 = a^2 + b^2 - 2abcos(a,b), also
|Vc|^2 = |Va|^2 +|Vb|^2 -2|Va|*|Vb|*cos(a,b)
folgt dann eben:
Va°Vb = |Va||Vb|*cos(a,b) !!!

Aber man beachte: Das „SKALARQUADRAT“ ist als nichts anderes als eben als „Skalar“-Quadrat definiert, als Quadrat des Betrages/der Länge des Vektors!

Ich bitte noch einmal um Entschuldigung für das überstandene Tüddelüdd bezgl. der Kreeisgleichung.
Liebe Krüsse, Moin, Manni

hi,

Du beziehst dich, glaub’ ich, auf ein zweidimensionales
Verktorraum, sprich x-y-Koordinatensystem. Mir geht 's darum,
ein Kreis im Raum (stereometrisch), also in einem
orthonormierten Vektorraum R³ zu definieren.

ach so, das war mir nicht klar.
„definieren“ kannst du einen kreis im raum durch einen punkt (den mittelpunkt), den radius und einen normalvektor.

m.

Schließlich
mein Ausstieg,
Lieber Arthur.

Sorry, nicht Radius r sondern Radius Wurzel[Vn^2+r^2]!
Und dazu noch gilt diese Gleichung NUR
Sorum, nicht anders herum, denn sie setzt immer
noch die Orthogonalität von Vn voraus!
„ich bitte, mich verkrümeln zu dürfen“.

Schließlich
Hallo, lieber Arthur, unser Problem scheint
zu sein, daß der gesuchte Kreis als die eEINE
Kreislinie in der Funktionsgleichung auch nur
EINEN Paramater haben muß/darf, und wir aber
durch bloße Kombination der Normalengleichung
(die selbst ja „nur“ eine ganze Ebene „erzeugt“,
alss 2 Parameter „hat“, und der
"quadratisch-pythagoräischen) Abstand-
gleichung (Radius!) OHNE letztere explizit nach
einer Variablen/Parameter umzustellen und dieses
einzusetzen, nocht auf „1 einzigen Parameter“
kommen.
Es scheint mir also keine Gleichung zu geben
für den gesuchten Kreis, die die
„Koordinaten nicht auseinanderpflückt“.
Ich hatte das nur anders (falsch) in Erinnerung,
daher meine erfolglosen Versuche!
Vielleicht kann jemand mit mehr Kenntnissen
nun noch helfen?
Liebe Krüsse, Moin, Manni

Mal andersrum
Ich habe mich dann noch mal hingehockt und versucht den Normalenvektor zu vergessen und das auf eine andere Art und Weise zu probieren.

Ich hab mir die Kugelgleichung geschnappt, also:

K: (Vx - Vm)°(Vx - Vm) = r²

Dann habe ich mir noch eine Ebenengleichung in der Punkt-Richtungs-Form genommen:

E: Vx = Vm + k*Va + l*Vb

Dann schneide ich K und E. Man setzt Vx von E in K ein und löst das ganze nach k bzw. l aus. Wenn man allgemein rechnet dann kommen zwei Ergebnisse mit der Wurzel drin dabei heraus. Die Ergebnisse kommen von einer quadratischen Gleichung und haben also die Form: +/- irgendwas.
Ich habe dann also nach k aufgelöst und beide Ergebnisse wieder in E eingesetzt.

Damit habe ich eine Gleichung der Art:

Vx = Vm +/- Vr

bekommen. Wobei Vr von Richtungsvektoren der Ebene Va und Vb, und der Variable l abhängt. Wobei l nur eine beschränkte Definitionsmenge z.B. von -1 bis 1 hat, da diese unter der Wurzl steht.

Wie gesagt, wenn man allgemein rechnet, dann kommt für Vr ein Monster dabei heraus. Wenn man’s aber mit den Zahlen versucht, dann geht es ziemlich schnell.

Das was mir daran gefällt ist, dass Vr eine von l abhängige Funktion ist. Vr dreht sich praktisch um den Mittelpunkt wie ein Zeiger, wenn man l langsam verändert.

Was du noch für ein Problem mit dem Vektorprodukt und dem
Flächeninhalt hast, verstehe ich noch nicht.
Diese Beziehung gilt aber ja nur für (Vektor)Parallelogramme
und nicht für Kreise!

Ich vermute folgendes:

Wenn man zwei Radiusvektoren nimmt, die zu einander orthogonal sind, z.B. Vr und Vs, dann kann man „vektorielles“ Flächenmaß VA des Kreises folgends ausrechnen:

Sei x Vektorprodukt.
Dann:

VA = PI*(Vr x Vs)

Es gilt natürlich:
|VA| = A , der skalare Flächenmaß des Kreises.

Siehe Zeichnung: http://tanja.chernyc.bei.t-online.de/akreis.jpg

Ich bin mir sicher, dass es tatsächlich auch so ist, denn es ist bekannt:

Betragsnorm des Vektorproduktes von Vr und Vs liefert den Flächenmaß von einem Quadrat. Also nichts weiter als:

|Vs x Vr| = r²
Nun noch PI dranstellen:
PI*|Vs x Vr| = PI*r²
Aufgrund der Bilinearität der Betragsnorm (und der Norm allgemein):
|PI*(Vs x Vr)| = |VA|
Nun quadrieren, also weg mit der Betragsnorm:
VA = PI*(Vs x Vr)

Finito. Damit ist VA Flächenvektor des Kreises. das Problem ist nur wie kommt man auf Vr und Vs. Dies lass ich lieber offen, denn es gibt wahrscheinlich viel zu viele Möglichkeiten.