Wahlteil: Analytische Geometrie II 1

Ähnliche Dokumente
Wahlteil Geometrie/Stochastik B 1


Hauptprüfung Abiturprüfung 2014 (ohne CAS) Baden-Württemberg

Analytische Geometrie

Sollten sich (Flüchtigkeits )Fehler eingeschlichen haben, bitte ich um eine kurze Nachricht an hans

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.

Abituraufgabe zur analytischen Geometrie, Hessen 2013, B2, Grundkurs (TR)

3. Mathematikschulaufgabe

Vektorgeometrie. Inhaltsverzeichnis. Fragen und Antworten. (bitte nur für den Eigengebrauch verwenden)

13. Klasse TOP 10 Grundwissen 13 Geradengleichungen 01

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

H. Gruber, R. Neumann. Erfolg im Mathe-Abi. Basiswissen Niedersachsen. Übungsbuch für den Grundkurs mit Tipps und Lösungen

(x 1. Vektoren. g: x = p + r u. p r (u1. x 2. u 2. p 2

Nachhilfe-Kurs Mathematik Klasse 13 Freie Waldorfschule Mitte April 2008

Oktaeder. Bernhard Möller. 22. Dezember 2010

Nachhilfe-Kurs Mathematik Klasse 13 Freie Waldorfschule Mitte

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

Übersicht Analytische Geometrie Grundkurs bis zur 4 Klausur Q1

Rechnen mit Vektoren

Lösungen der 1. Lektion

Lk Mathematik 12 Analytische Geometrie Arbeitsblatt A.1

Formelsammlung Analytische Geometrie

Wie lautet die Gleichung der Geraden, durch die beiden Punkte A(4/1) und B(-5/8)?

Pflichtteil Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analytische Geometrie 1...


3. Mathematikschulaufgabe

H. Gruber, R. Neumann. Erfolg im Mathe-Abi. Übungsbuch für die optimale Vorbereitung in Analysis, Geometrie und Stochastik mit verständlichen Lösungen

DAS ABI-PFLICHTTEIL Büchlein

entspricht der Länge des Vektorpfeils. Im R 2 : x =

1. Algebra 1.1 Terme Man schreibt für einen Term T, der von den Variablen t und m abhängt: m (ausgesprochen: T von t und m)

Gegeben ist die Funktion f durch. Ihr Schaubild sei K.

Analytische Geometrie Aufgaben und Lösungen

Vektorrechnung im Raum - 3 Übungsbeispiele

Maturitätsprüfung Mathematik

2.5. Aufgaben zu Dreieckskonstruktionen

Aufgabe 1. Zunächst wird die allgemeine Tangentengleichung in Abhängigkeit von a aufgestellt:

PFLICHTTEIL FRANZ LEMMERMEYER

Markus' Formelsammlung für die Vektorgeometrie

ABITURPRÜFUNG 2002 GRUNDFACH MATHEMATIK (HAUPTTERMIN)

r a t u Parametergleichung der Geraden durch den Punkt A mit dem Richtungsvektor u t R heisst Parameter

REPETTITIONSAUFGABEN VEKTORGEOMETRIE 4. KLASSE

Realschule Abschlussprüfung

1. Bestimmen Sie b so, dass die Punkte A(1 2 b), B(2 b 4), C(5 6 7) auf einer Geraden liegen.

Herzlich willkommen zur Demo der mathepower.de Aufgabensammlung

Welche Lagen können zwei Geraden (im Raum) zueinander haben? Welche Lagen kann eine Gerade bezüglich einer Ebene im Raum einnehmen?

Zusammenfassung Vektorrechnung und Komplexe Zahlen

Raumgeometrie - gerade Pyramide

Abschlussprüfung 2011 an den Realschulen in Bayern

11 Üben X Affine Funktionen 1.01

2. Die Satzgruppe des Pythagoras

b) richtig, da und c) falsch, da d) Westermann Seite 52 Aufgabe 4

Parallelogramme und Dreiecke A512-03


5.4 Vektorgeometrie. 1 Repetition der Vektorgeometrie I Freie Vektoren, Ortsvektoren Die skalare Multiplikation eines Vektors...

Inhaltsverzeichnis Band 2b Analytische Geometrie. 1. Vektoralgebra

Aufgaben zur Übung der Anwendung von GeoGebra

Vektorgeometrie - Teil 1

Pflichtteil - Exponentialfunktion

Berechnung von Strecken und Winkeln. Hier alle Beispiele aus Teil 5 und 6. als Aufgabensammlung. Datei Nr Stand 22.

SCHRIFTLICHE ABITURPRÜFUNG Mathematik (Leistungskursniveau) Arbeitszeit: 300 Minuten

Teste dein Grundwissen

Behörde für Bildung und Sport Abitur 2008 Lehrermaterialien zum Grundkurs Mathematik

Abiturprüfung 2000 MATHEMATIK. als Grundkursfach. Arbeitszeit: 180 Minuten


Sekundarschulabschluss für Erwachsene

Grundwissen 9 Bereich 1: Rechnen mit reellen Zahlen

Schriftliche Abiturprüfung Grundkursfach Mathematik

Vektorgeometrie. Hinweis: Die Aufgaben sind in 3 Gruppen gegliedert. (G): Grundlagen, Basiswissen einfache Aufgaben

4. Übungsblatt zur Mathematik I für Maschinenbau

Abitur 2011, Analysis I

D C. Man unterscheidet in der Geometrie zwischen Körpern, Flächen, Linien und Punkten.

Das Mathematikabitur. Abiturvorbereitung Geometrie. Autor: Claus Deser Abiturvorbereitung Mathematik 1

Geometrie. 1 Vektorielle analytische Geometrie der Ebene, Kegelschnitte

Aufstellen der Funktionsgleichung aus gegebenen Bedingungen

1. Koordinaten. 1.1 Koordinaten

Vektorgeometrie Ebenen 1

Basiswissen Analytische Geometrie

Gymnasium Liestal Maturitätsprüfungen 2006

3. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen

Trigonometrie - Zusammenfassende Übungen Raumgeometrie Vorbereitung auf die Abschlussprüfung

Lösungen der Musteraufgaben Baden-Württemberg

Achsensymmetrie. Konstruktionen M 7.1

Trigonometrie - Funktionale Abhängigkeiten an Dreiecken

Trigonometrie und Planimetrie

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW M LK HT 4 Seite 1 von 11. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Mathematik, Leistungskurs

Lehrskript Mathematik Q12 Analytische Geometrie

Rechnen mit Vektoren, analytische Geometrie

Berufsmaturitätsprüfung 2009 Mathematik

Lösungen zur Prüfung 2009: Pflichtbereich

Luisenburg-Gymnasium Wunsiedel

Mathematik. Lernbaustein 6

Kurs 7 Geometrie 2 MSA Vollzeit (1 von 2)

Lineare Algebra und analytische Geometrie

Geradengleichungen. Anna Heynkes , Aachen

fwg Natürliche Zahlen und Zahlenstrahl nennt man natürliche Zahlen: Zahlenstrahl

Mathematik Name: Nr.4 K1 Punkte: /30 Note: Schnitt:

Berufsreifeprüfung Studienberechtigung. Mathematik. Einstiegsniveau

Raum- und Flächenmessung bei Körpern

Transkript:

Abitur Mathematik: Wahlteil: Analytische Geometrie II Baden-Württemberg 202 Aufgabe II a). SCHRITT: AUFSTELLEN DER KOORDINATENGLEICHUNG FÜR E Die Verbindungsvektoren AB und AP von je zwei der drei vorgegebenen Punkte auf der Ebene dienen als Spannvektoren (Richtungsvektoren): 2 6 4 AB = OB OA = ( 3) ( ) = ( 2 ) und 0 0 0 3 6 3 AP = OP OA = ( 0 ) ( ) = ( ). 2,5 0 2,5 Ein Normalenvektor von E errechnet sich als Kreuzprodukt dieser zwei Spannvektoren: 4 3 2 2,5 0 ( ) 5 AB AP = ( 2 ) ( ) = ( 0 ( 3) ( 4) 2,5 ) = ( 0). 0 2,5 ( 4) ( ) 2 ( 3) 0 Teilen durch 5 ergibt den einfacheren Normalenvektor n = ( 2). 2 Die Komponenten dieses Vektors sind die Koeffizienten einer Koordinatengleichung für E, d. h. E: x + 2x 2 + 2x 3 = c für ein geeignetes c R. Einsetzen der Koordinaten des Punktes A der Ebene in diese Gleichung liefert 6 + 2 + 2 0 = c c = 8. Somit ist E: x + 2x 2 + 2x 3 = 8 eine vollständige Koordinatengleichung für E. by Duden learnattack www.learnattack.de

2. SCHRITT: EBENE IM KOORDINATENSYSTEM DARSTELLEN Die Spurpunkte der Ebene E errechnen sich mit Hilfe der Koordinatengleichung zu S (8 0 0), S 2 (0 4 0) und S 3 (0 0 4). 3. SCHRITT: SCHNITTWINKEL α DER EBENE E MIT DER x -ACHSE BESTIMMEN Die x -Achse hat als Richtungsvektor v = ( 0). Die Formel zur 0 Schnittwinkelberechnung einer Ebene mit einer Geraden besagt sin(α) = n v n v = ( 2) ( 0) 2 0 = ² + 2² + 2² ² 3. Der Schnittwinkel beträgt somit α 9,5. b). SCHRITT: NACHWEISEN, DASS DAS DREIECK ABP GLEICHSCHENKLIG IST Die Skizze legt nahe, dass die Seiten AP und BP gleich lang sind. Es ist 3 AP = ( ) und BP = ( 3), also 2,5 2,5 AP = ( 3) 2 + ( ) 2 + (2,5) 2 = 6,25 und BP = () 2 + ( 3) 2 + (2,5) 2 = 6,25. by Duden learnattack www.learnattack.de 2

Also sind die genannten Seiten des Dreiecks ABP gleich lang, d. h. das Dreieck ist gleichschenklig. 2. SCHRITT: ECKEN C UND D DES RECHTECKS BESTIMMEN Da P der Mittelpunkt der Diagonalen AC ist, gilt AC = 2 AP = 2 3 6 ( ) = ( 2). Somit ist 2,5 5 6 6 0 OC = OA + AC = ( ) + ( 2) = ( ) C(0 5). 0 5 5 Da P der Mittelpunkt der Diagonalen BD ist, gilt BD = 2 BP = 2 2 ( 3) = ( 6). Somit ist 2,5 5 2 2 4 OD = OB + BP = ( 3) + ( 6) = ( 3) D(4 3 5). 0 5 5 3. SCHRITT: BESTIMMUNG DER PYRAMIDENSPITZEN S O UND S U Da es sich um senkrechte Pyramiden handelt, liegen die Spitzen auf der Gerade durch den Mittelpunkt P der Grundfläche, die senkrecht auf dieser Grundfläche steht. by Duden learnattack www.learnattack.de 3

Als Richtungsvektor dieser Gerade ist der Normalenvektor n = ( 2) der 2 Ebene E geeignet, in der die gemeinsame Grundfläche der Pyramiden liegt. Wie oben berechnet hat dieser Vektor den Betrag n = 3. Um ihn also auf 2 LE zu strecken, müssen wir ihn mit dem Faktor 4 multiplizieren. Die Spitzen der beiden Pyramiden der Höhe 2 erreicht man vom Punkt P aus durch addieren bzw. subtrahieren von 4 n : 3 7 OS o = OP + 4 n = ( 0 ) + 4 ( 2) = ( 8 ) und 2,5 2 0,5 3 OS u = OP 4 n = ( 0 ) 4 ( 2) = ( 8 ). 2,5 2 5,5 Somit ist S o (7 8, 5) und S u ( 8 5,5). c). SCHRITT: PUNKTE AUF DER x -ACHSE BESTIMMEN, DIE MIT A UND B EIN RECHTWINKLIGES DREIECK BILDEN Sei L ein Punkt auf der x -Achse, der die gewünschte Eigenschaft hat. Da L auf der x -Achse liegt, hat er die Koordinaten L(l 0 0) für geeignetes l R. Da AB die Hypotenuse des Dreiecks ABL sein soll, müssen die Schenkel LA und LB senkrecht aufeinander stehen, d. h. LA LB = 0. by Duden learnattack www.learnattack.de 4

6 0 6 l Dabei ist LA = OA OL = ( ) (l ) = ( ) und LB = OB OL = 0 0 0 2 0 2 l ( 3) (l ) = ( 3 ). Somit lautet die grüne Orthogonalitätsbedingung 0 0 0 6 l 2 l ( ) ( 3 ) = 0, d. h. (6 l )(2 l ) + 3 = 0 l 2 8l + 5 = 0 0 0. Im EQUA-Modus des GTR kann man den Gleichungstyp Polynomial wählen, den Grad 2 angeben und dann nacheinander die Koeffizienten der Gleichung a=, b=-8 und c=5 eingeben. Der Solv-Befehl liefert dann die Lösungen l = 3 und l = 5. Die gesuchten Punkte haben somit die Koordinaten (3 0 0) und (5 0 0). d). SCHRITT: SENKRECHTEN SCHNITT DES KEGELS SKIZZIEREN Die Höhe des Kegels ist die Entfernung der Spitze zum Grundkreismittelpunkt, also H = (MS) = 2, der Radius des Grundkreises ist mit r = 4 vorgegeben. Der Punkt R(2 2 3) liegt auf der Höhe h = 3 über dem Grundkreis. Um festzustellen, ob R innerhalb des Kegels liegt oder nicht, müssen wir dessen Abstand zur Symmetrieachse MS mit dem entsprechenden Abstand t eines Punktes T auf dem Kegelmantel vergleichen, der auf derselben Höhe h = 3 liegt, wie R. Nach dem 2. Strahlensatz ist t (2 3) = = 3 t = 3. 4 2 4 by Duden learnattack www.learnattack.de 5

Ist also R mehr als 3 LE von der Symmetrieachse entfernt, so liegt R außerhalb des Kegels, ansonsten innerhalb. Der Punkt auf der Gerade MS, der R am nächsten liegt, ist (0 0 3) (auf der gleichen Höhe h = 3 wir R). Der Abstand von R zur Gerade MS ist somit 2 d(r, MS) = ( 2) = 8 < 9 = 3. 0 Somit liegt der Punkt R innerhalb des Kegels. by Duden learnattack www.learnattack.de 6