FOS 1995, Ausbildungsrichtungen Technik und Agrarwirtschaft Analytische Geometrie, Aufgabengruppe B II

Ähnliche Dokumente
FOS 1994, Ausbildungsrichtungen Technik und Agrarwirtschaft Analytische Geometrie, Aufgabengruppe B II

FOS 1994, Ausbildungsrichtungen Technik und Agrarwirtschaft Analytische Geometrie, Aufgabengruppe B I

Algebra 3.

Abitur 2017 Mathematik Geometrie VI

Abitur 2011 G8 Musterabitur Mathematik Geometrie VI

Abitur 2010 Mathematik LK Geometrie V

Abitur 2016 Mathematik Geometrie V

Abitur 2011 G9 Abitur Mathematik GK Geometrie VI

Aufgabe 4: Analytische Geometrie (WTR)

Abitur 2011 G8 Abitur Mathematik Geometrie VI

1993 III Aufgabe. In einem kartesischen Koordinatensystem sind die Gerade

Bayern Aufgabe 1. Abitur Mathematik: Musterlösung. V = 1 G h, wobei G die Fläche des quadratischen Bodens und h die Höhe V = = 384 [VE]

13. Klasse TOP 10 Grundwissen 13 Geradengleichungen 01

Lagebeziehung von Ebenen

Prüfungsteil 2, Aufgabe 4 Analytische Geometrie

5. Geraden und Ebenen im Raum 5.1. Lineare Abhängigkeit und Unabhängigkeit von Vektoren

Aufgaben zum Aufstellen von Ebenen

Lage zweier Ebenen. Suche alle Punkte von E 1 die in E 2 enthalten sind. Setze also die Parameterform von E 1 in die Koordinatenform von E 2.

Algebra 2.

Abitur 2013 Mathematik Geometrie V

Prüfungsteil B, Aufgabengruppe 1, Geometrie. Bayern Aufgabe 1. a b. Bundesabitur Mathematik: Musterlösung. Abitur Mathematik Bayern 2014

Abitur 2010 Mathematik GK Geometrie VI

4. Übungsblatt zur Mathematik I für Maschinenbau

Pflichtteilaufgaben zu Gegenseitige Lage, Abstand, Baden-Württemberg

(Quelle Landungsbildungsserver BW) (Quelle Landungsbildungsserver BW)

5. Wie bringt man einen Vektor auf eine gewünschte Länge? Zuerst bringt man ihn auf die Länge 1, dann multipliziert man mit der gewünschten Länge.

Vektorrechnung Aufgabe aus Abiturprüfung Bayern GK

Abitur 2011 G8 Musterabitur Mathematik Geometrie V

Algebra Für welche reellen Zahlen m hat das folgende Gleichungssystem nur die triviale

Prüfungsteil 2, Aufgabe 4 Analytische Geometrie

Übungsblatt Analytische Geometrie - Geraden und Ebenen - 6C /07

Aufgaben mit Ebenen. Parameterform Normalenform Koordinatenform. Darstellung = + r + s =0 ax 1 + bx 2 + cx 3 = d. Beispiel

Analytische Geometrie Aufgaben und Lösungen

Abituraufgaben bis 2018 Baden-Württemberg. Geraden, Ebenen, Abstand

Aufgaben zu Lagebeziehungen Gerade-Ebene und Ebene-Ebene

63.5 Das Vektorprodukt - Übungen (2)

Geometrie / Lineare Algebra

Abituraufgaben Analytische Geometrie (Pflichtteil) Lösung A6/08 Lösungslogik (einfach) Klausuraufschrieb (einfach)

Analytische Geometrie II

Algebra 4.

Grundwissen. 2.Aufstellen von Geradengleichungen: Man nimmt einen Startvektor und bildet aus 2 Punkten einen Richtungsvektor!

Aufgabe A7/08 Die Ebene geht durch die Punkte 1,5 0 0,!0 3 0 und " Untersuchen

Übungen Mathematik I, M

Geometrie. Bei der Addition von Vektoren erhält man einen Repräsentanten des Summenvektors +, indem man die Repräsentanten von aneinanderfügt:

Philipp-Melanchthon-Gymnasium Bautzen Lk Mathematik Kl. 11. Schwerpunkt: Aufgaben ohne HM Abitur Sachsen

Formelsammlung Analytische Geometrie

03. Vektoren im R 2, R 3 und R n

Prüfungsteil B, Aufgabengruppe 2: Geometrie

Mathematischer Vorkurs Lösungen zum Übungsblatt 5

1 aus allen 3 Zeilen folgt t = 1, also liegt A auf g. Orsvektor und Richtungsvektor der Geraden werden übernommen, den zweiten Spannvektor bekommt

03. Vektoren im R 2, R 3 und R n

Mathematik I für MB und ME

12. Jgst. 4. Kursarbeit Datum:

Mathematik I für MB/ME

Mögliche Lösung. Ebenen im Haus

Zusammenfassung der Analytischen Geometrie

Formelsammlung Analytische Geometrie

Grundwissen Abitur Geometrie 15. Juli 2012

Hauptprüfung Fachhochschulreife Baden-Württemberg

Abitur 2011 G8 Abitur Mathematik Geometrie V

Prüfungsteil 2, Aufgabe 5 Analytische Geometrie

Mathematik LK 12 M1, 3. KA LA I / Analytische Geometrie Lösung

Ebenengleichungen und Umformungen

Mathematik LK 12 M1, 3. Kursarbeit Analytische Geometrie Lösung

Teilaufgabe 1 (2 BE) Geben Sie die Koordinaten der beiden Eckpunkte A und C sowie die Spitze S an. C c T C ( )

Pflichtteilaufgaben zu Beschreiben und Begründen. Baden-Württemberg

Lösungen zum Thema Kreis & Kugel

Übungsblatt 1: Lösungswege und Lösungen

Vektorgeometrie Abstand Punkt/Ebene (1)

Polaren am Kreis. Helmut Frühinsfeld (aka ottogal) September x 2. , usw.) a 2. = a 1 b 1 + a 2 b 2 (1) a = 1 + a 2 2 (2) a 2 a.

Das Wichtigste auf einen Blick

Ausführliche Lösungen


Vektorprodukt. Satz: Für a, b, c V 3 und λ IR gilt: = a b + a c (Linearität) (Linearität) b = λ

Erfolg im Mathe-Abi 2019

Geometrie / Lineare Algebra. Rechenregeln. Geometrische Deutung. Vektoren

Teil II. Geometrie 19

Übungen 4 Gerade, Ebene - Kurze Aufgaben Ebene: Spurpunkte, Spurgerade, Achsenabschnittsform Gerade, Ebene U04 Übungen 4 - Seite 1 (von 5)

Analytische Geometrie mit dem Voyage 1


Kursstufe K

2010 B I Angabe. sind der. 2 1 Geben Sie die Koordinaten der beiden Eckpunkte A und C sowie der Spitze S an.

I.1 Geraden. 168/1 jeweils R. 168/2 rot. 168/3 a) B, H b) keiner c) A, C, F. 168/4 a) f b) w c) f d) w e) f. 168/5 z. B.!

Aufgabe 5: Analytische Geometrie (WTR)

Mathematik Name: Nr.5 K2 Punkte: /30 Note: Schnitt:

Lehrskript Mathematik Q12 Analytische Geometrie

Projektionskurve Abiturprüfung LK Bayern 2003

K2 KLAUSUR 2. Aufgabe Punkte (max) Punkte. (1) Bestimmen Sie die Ableitung von f(x) = 2 x

Oktaeder. Bernhard Möller. 22. Dezember 2010

7.6. Prüfungsaufgaben zu Normalenformen

Klausurenkurs zum Staatsexamen (WS 2016/17): Lineare Algebra und analytische Geometrie 7

Mathematik Name: Klausur Nr.6 K1 Punkte: /30 Note: Schnitt:

Geometrie 3. Lagebeziehung zwischen geometrischen Objekten. 28. Oktober Mathe-Squad GbR. Lagebeziehung zwischen geometrischen Objekten 1

d 2 b 2 c 2 d 3 b 3 c 3 , D a 1 d 1 c 1 v 3 Definiton (Verbindungsvektor): Zwei Punkte A(a 1 a 2 a 3 ) und B(b 1 b 2 b 3 ) legen den Vektor b 1 a 1

Vektorgeometrie. 1. Vektoren eingeben, Norm, Skalarprodukt. 2 In einem kartesischen Koordinatensystem sind die Vektoren. , v. und. gegeben.

Transkript:

Aufgabenstellung In einem kartesischen Koordinatensystem sind die Punkte A( ), B( 3) und C( 3) gegeben.. Die Punkte A und B bestimmen die Gerade g. Die Ebene E enthält den Punkt C und steht senkrecht auf der Geraden g. (a) Geben Sie eine Gleichung der Geraden g an, und ermitteln Sie eine Gleichung der Ebene E in Normalenform. (Teilergebnis: E : x x + x 3 3 = ) (b) Bestimmen Sie die Koordinaten des Schnittpunktes S der Geraden g mit der Ebene E. (Ergebnis: S( )) (c) Zeigen Sie, dass der Punkt A durch Spieglung an der Ebene E in den Punkt B übergeführt wird. (d) Berechnen Sie den Flächeninhalt des Dreiecks ABC. (e) Zeigen Sie dass die Gerade h : x = + µ µ R senkrecht auf der Fläche des Dreiecks ABC steht. (f) Die Punkte H und H liegen so auf der Geraden h, dass das Volumen der Pyramiden ABCH und ABCH jeweils 8 VE beträgt. Bestimmen Sie die Koordinaten der Punkte H und H.. Gegeben sind ferner die Ebenen F a : x + ax + x 3 6 = mit a R. (a) Untersuchen Sie, ob eine der Ebenen F a die Gerade g enthält. (b) Bestimmen Sie den Wert a R so, dass die zugehörige Ebene F a mit der Ebene E identisch ist. (c) Alle Ebenen F a haben eine Gerade s gemeinsam. i. Begründen Sie ohne Rechnung, dass diese Gerade s den Punkt S aus Teilaufgabe (b) enthält. ii. Bestimmen Sie nun eine Gleichung dieser Geraden s. c 3, Thomas Barmetler www.schule.barmetler.de

Lösungsvorschlag. (a) Aufpunkt von g sei der Punkt A. Der Richtungsvektor von g sei der Vektor AB. g : x = + k g : x = + k Da die Ebene senkrecht auf der Geraden steht, ist der Richtungsvektor der Geraden gleichzeitig der Normalenvektor der Ebene. n ( x a) = AB ( x c) = x = 3 x x + x 3 ( + 6) = x x + x 3 3 = (b) Die Komponenten von g in E einsetzen und Wert für k bestimmen (k) ( k) + ( + k) 3 = 9k 9 = k = Wert von k in Geradengleichung ergibt Koordinaten des gesuchten Schnittpunktes S s = + S( ) (c) Abstand des Punktes A von E ermitteln d = d = d = 3 d = 3 a a + a 3 3 + ( ) + + () 3 9 c 3, Thomas Barmetler www.schule.barmetler.de

(d) Um die Koordinaten des Spiegelpunktes vom Punkt A in Bezug zur Ebene E zu erhalten, muss zum Ortsvektor des Punktes A zwei Mal der Normalenvektor der Ebene E mit der Länge d = 3 addiert werden. a 3 = a + n n a = + 6 9 a = 3 Die Koordinaten des Spiegelpunktes A entsprechen den Koordinaten des Punktes B. A = AB AC A = A = 6 A = () + () + ( 6) A = 9 (e) Normalenvektor der Dreiecksfläche aus vorheriger Teilaufgabe n = AB AC n = n = 6 Untersuchung ob der Richtungsvektor der Geraden h und der Normalenvektor der Dreiecksfläche linear abhängig sind. = = wahre Aussage Die Gerade g steht senkrecht auf der Dreiecksfläche. c 3, Thomas Barmetler www.schule.barmetler.de 3

Alternativer Nachweis: Falls die Gerade g senkrecht auf der Dreiecksfläche steht, so muss das Vektorprodukt aus dem Richtungsvektor der Geraden und dem Normalenvektor der Dreiecksfläche den Nullvektor ergeben. n u = n u = (f) Um das Volumen der Pyramide bestimmen zu können, müssen die drei Differenzvektoren der Eckpunkte bekannt sein. µ AB = AC = AH = µ µ Formel für das Volumen einer Pyramide ansetzen. Das Volumen mit V = 8 vorgeben und einen Wert für µ bestimmen. V = 6 AH ( AB AC) 8 = µ 6 µ 8 = µ µ µ µ 6 8 = µ µ 6µ 8 = 5µ µ = µ = in Gleichung der Geraden h H ( 3) Da in der Formel für das Volumen einer Pyramide das Vektorprodukt nicht nur mit AB AC, sondern auch mit AC AB berechnet werden kann, ergibt sich noch ein zweiter Wert für µ, so dass das Volumen der Pyramide trotzdem 8 VE beträgt. V = 6 AH ( AC AB) 8 = µ 6 µ µ c 3, Thomas Barmetler www.schule.barmetler.de

8 = µ µ µ 6 8 = µ + µ + 6µ 8 = 5µ µ = µ = in Gleichung der Geraden h H ( 6 ). (a) Gerade g in Gleichung der Ebene F a einsetzen. Erhält man eine vom Parameter der Geradengleichung unabhängige wahre Aussage (d. h. der Parameter der Geradengleichung wird eliminiert), so enthält die Ebene F a die Gerade g. Aus Teilaufgabe (a): g : x = + k ( + k) + a ( k) + ( + k) 6 = k ak + a = ( a) k + a = Damit der Parameter k keinen Einfluss hat muss gelten: a = a = 5 Die Ebene F 5 : x + 5x + x 3 6 = enthält die Gerade g. (b) Falls die Ebenen E und F a identisch sind muss gelten: n (E) n (Fa) = n (E) n (Fa) = n 3(E) n 3(Fa) = n (E) n (Fa) (c) = a = = 3 a = 6 Die Ebene F mit a = ist identisch mit der Ebene E. i. Setzt man die Koordinaten des Punktes S in die Ebenengleichung von F a ein, so sieht man, dass der Parameter a stets mit Null multipliziert wird. Er hat also keinen Einfluss mehr. Deshalb erhält man unabhängig vom Wert des Parameters a stets eine wahre Aussage =. Die Ebenengleichungen F a liefern mit den Koordinaten des Punktes S unabhängig vom Wert des Parameters a stets eine wahre Aussage. Deshalb ist S ein Element aller Ebenen F a. c 3, Thomas Barmetler www.schule.barmetler.de 5

ii. Um eine Geradengleichung aufstellen zu können benötigt man neben dem Punkt S einen weiteren Punkt Q. Auch bei diesem muss die x -Koordinate Null sein, damit der Parameter a keinen Einfluss mehr hat und somit der Punkt Q ein Element aller Ebenen F a ist. Indem man einen beliebigen Wert für x wählt (der Einfachheit halber x = ) kann die x 3 -Koordinate des Punktes Q berechnet werden. + a + x 3 6 = x 3 = 3 Q( 3 ) Aufstellen der Geradengleichung mit den Punkten S und Q s : x = s + l u s : x = s + l ( q s) s : x = + l s : x = + l c 3, Thomas Barmetler www.schule.barmetler.de 6