Abitur - Grundkurs Mathematik. Sachsen-Anhalt Gebiet G2 Analytische Geometrie
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- Leopold Dieter
- vor 6 Jahren
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1 Abitur - Grudkurs Mathematik Sachse-Ahalt 00 Gebiet G Aalytische Geometrie Aufgabe I eiem kartesische Koordiatesystem sid die Vektore a, b 8 sowie der Pukt 4 4 A 3 gegebe. a) Weise Sie ach, dass die Vektore a ud b rechtwiklig zueiader liege. Ermittel Sie die Koordiate der Pukte B ud D, für die gilt: OB OA a bzw. OD OA b. Ermittel Sie die Koordiate des Puktes C, so dass ei Rechteck ABCD etsteht. b) Bereche Sie das Gradmaß des Wikels, uter dem die Rechteckseite AB (siehe Aufgabe a)) zur x-y-ebee verläuft. Prüfe Sie, ob die Strecke AB die x-y-ebee durchstößt. c) Durch Rotatio des Rechteckes ABCD (siehe Aufgabe a)) um die Symmetrieachse, die sekrecht zur Seite AB verläuft, etsteht ei Kreiszylider. Bereche Sie vo diesem Zylider die Maßzahl der Körperhöhe sowie vo der Grud- ud Deckfläche die Koordiate der Mittelpukte ud der Maßzahl des Radius. Bei dieser Rotatio gibt es eie parallele Lage des Rechtecks zur y-z-ebee. Ermittel Sie eie Koordiategleichug der Ebee, i der da das Rechteck liegt. Lösug: a) Nachweis rechter Wikel: 4 0 a b a; b Koordiate vo B ud D: 4 5 OB OA a OB 0 B OD OA b OD 8 0 D Koordiate des Puktes C: OC OB b OC C Abi-GK-Ma-00-Gebiet G.doc /5
2 b) Wikel: 0 Normalevektor der x-y-ebee: AB 4 4 cos AB arccos 48,89 3 Schittwikel mit Ebee: 90 4,8 Prüfug auf Durchstoßpukt: z-koordiate der Pukte A ud B sid positiv Strecke durchstößt die Ebee icht! 7 (Hiweis: We als Vektor aufgefasst, da ergibt sich der Durchstoßpukt als S 0 ) c) Körperhöhe: 0 h b LE 8, 94 LE 4 Koordiate der Mittelpukte: OM OA OB 0 M OM OC OD M Radius: 4 r a LE 4 Koordiategleichug der Ebee: Rechteck parallel zur y-z-ebee: y- ud z- Koordiate sid Null Normalevektor der Rechteckebee: R 0 0 Abi-GK-Ma-00-Gebiet G.doc /5
3 Mit M E x OM 0 R x 3 0 y 0 0 z 5 x 3 0 y 0 x x z 5 Abi-GK-Ma-00-Gebiet G.doc 3/5
4 Aufgabe.. Zwei geradliige, eiader kreuzede Gleise solle zwische de Pukte A ud B durch ei kreisförmig verlaufedes Gleis verbude werde (siehe Skizze). Die zu betrachtede Problematik wird i eiem kartesische Koordiatesystem der Ebee mit dem Ursprugspukt O beschriebe. Eie Eiheit etspricht 0 m. Die Lage der Gleise wird durch die jeweils eie Teilbereich der Gerade g ud g bzw. eie Boge des Kreises k charakterisiert. (Die Gerade g ud g müsse Tagete des Kreises k sei.) Gegebe sid: 4 4 g : x t, g : x s, t,s R, A8 6, B a) Bereche Sie das Gradmaß des kleiere Wikels, uter dem die beide Gleise eiader kreuze, ud zeige Sie, dass dieser Wikel ud der Wikel AOB kogruet sid. b) Ermittel Sie eie parameterfreie Gleichug der Gerade g i Normaleform ud eie Gleichug der zu dieser Gerade sekrechte Gerade g durch de Pukt A. Begrüde Sie, dass die Mittelpukte vo Kreise, für die die Gerade g ud g Tagete sid, auf der x-achse liege. Bereche Sie die Koordiate des Mittelpuktes des Kreises k ud die Läge des Kurveradius des Verbidugsgleises. I de Schittpukte der Gerade g mit dem Kreis k solle Sigalgeber istalliert werde. Gebe Sie eie Gleichug des Kreises k a ud ermittel Sie die Koordiate dieser Schittpukte. Lösug: a) Gradmaß des kleiere Wikels: cos arccos 06, 6 73, 74 5 Wikelkogruez: Vereibarug : AOB 8 8 OA OB cos OA OB arccos 73, 74 5 b) g i Normaleform (parameterfrei): 4 g : x t 3 x 3 x 4 t t i y 3t y x 4 4 Gleichug für g : Abi-GK-Ma-00-Gebiet G.doc 4/5
5 x m x 4 4 I : m x x m II : mit A g : x x Begrüdug: Da die Pukte A ud B gleiche x-koordiate ud betragsmäßig gleiche y-koordiate habe, halbiert die Abszisse (x-achse) de vo de Gerade g ud g aufgespate Wikel im Koordiateursprug. Mittelpukt vo k: () A ud B sid Pukte des Kreises mit Abszisse als Wikelhalbierede M auf Abszisse my =0 () M liegt auf g 4 50 x x mx mx, M 0 Läge des Kurveradius: 5 x mx y my r mit A8 6 ud M r 0, 5 36 r r 7,5 LE r 75m oder: r AM 36 r 75 m Kreisgleichug: 5 x mx y my r mit M x 5 x y 0 oder 4 y 4 0 Schittpukte vo k ud g : () S = A OS OA AM () OS S Abi-GK-Ma-00-Gebiet G.doc 5/5
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