2004 V: Unterschied zwischen den Versionen
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+ | <center> Lösungen von Ludwig Deufert, Emanuel Eirich und Simon Markfelder </center> | ||
</td></tr></table></center> | </td></tr></table></center> | ||
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<tr><td width="800px" valign="top"> | <tr><td width="800px" valign="top"> | ||
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− | + | In einem kartesischen Koordinatensystem des R<sup>3</sup> sind die Punkte A(-2|5|-2), B(1|2|-2), C(10|5|1) sowie die Ebene | |
+ | E: x<sub>1</sub> + x<sub>2</sub> - 4 x<sub>3</sub> + 7 = 0 gegeben. | ||
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− | + | </td></tr></table></center> | |
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+ | </div> | ||
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+ | <div style="padding:1px;background: #EEEEE6;border:0px groove;"> | ||
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+ | <center><table border="0" width="800px" cellpadding=5 cellspacing=15> | ||
+ | <tr><td width="800px" valign="top"> | ||
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+ | ;Aufgabe 1 | ||
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+ | a) Bestimmen Sie die Koordinaten des Punktes D so, dass das Viereck ABCD ein Parallelogramm ist, und berechnen Sie die Koordinaten des Diagonalenschnittpunkts M. | ||
+ | Legen Sie ein Koordinatensystem an (Querformat, Ursprung in Seitenmitte) und tragen Sie das Parallelogramm ABCD sowie den Punkt M ein. | ||
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+ | [Zur Kontrolle: M(4|5|-0,5)] | ||
:{{Lösung versteckt| | :{{Lösung versteckt| | ||
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}} | }} | ||
+ | <popup name="Zeichnung"> | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_1a_Zei.jpg|750px]] | ||
+ | </popup> | ||
− | b) | + | |
+ | b) Zeigen Sie, dass das Parallelogramm ABCD in einer Parallelebene zur Ebene E liegt, die nicht mit E identisch ist. | ||
:{{Lösung versteckt| | :{{Lösung versteckt| | ||
[[Bild:ABI_2004_V_1b_Lös.jpg|750px]] | [[Bild:ABI_2004_V_1b_Lös.jpg|750px]] | ||
}} | }} | ||
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+ | c) Die Parallelogrammfläche schneidet die x<sub>1</sub>x<sub>2</sub>-Ebene in der Strecke [GH]. Berechnen Sie die Koordinaten der Punkte der Punkte G und H und tragen Sie die Strecke [GH] in die angelegte Zeichnung ein. | ||
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+ | [Zur Kontrolle: (4|7|0) und (7|4|0)] | ||
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+ | :{{Lösung versteckt| | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_1c_Lös.jpg|750px]][[Bild:ABI_2004_V_1c2_Lös.jpg|750px]] | ||
+ | }} | ||
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+ | <popup name="Zeichnung"> | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_1c_Zei.jpg|750px]] | ||
+ | </popup> | ||
+ | <popup name="Andere Lösung"> | ||
+ | Die Punkte G und H liegen in Verlängerung der Parallelogrammseiten. Man stellt die Gerade durch A und B auf. <math> \vec a + \vec AB = \begin{pmatrix} x \\ y \\ 0 \end{pmatrix}</math> liefert keine Lösung, da die dritte Koordinate nicht Null werden kann. Analog dazu die Gerade durch C und D <math> \vec c + \vec CD = \begin{pmatrix} x \\ y \\ 0 \end{pmatrix}</math> | ||
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+ | Das Gleiche macht man nun mit Gerade durch A und D <math> \vec a + \vec AD = \begin{pmatrix} x \\ y \\ 0 \end{pmatrix}</math> und erhält für x = 4 und für y = 7 <math>\Rightarrow \vec{p1} = \begin{pmatrix} 4 \\ 7 \\ 0 \end{pmatrix}</math>. Nun folgt die andere Gerade durch B und C <math> \vec b + \vec BC = \begin{pmatrix} x \\ y \\ 0 \end{pmatrix}</math>. Als Lösungen erhält man für x = 7 und für y = 4 <math>\Rightarrow \vec{p2} = \begin{pmatrix} 7 \\ 4 \\ 0 \end{pmatrix}</math>. | ||
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+ | <math> \begin{pmatrix} x \\ y \\ 0 \end{pmatrix}</math> aus dem Grund, da bei allen Punkten in der x<sub>1,2</sub> Ebene, die z - Koordinate Null ist. x und y sind frei wählbar. Somit liegen alle Punkte, deren z = 0 ist, immer in der x<sub>1,2</sub> Ebene. | ||
+ | </popup> | ||
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+ | d) In welchem Verhältnis wird die Fläche des Parallelogramms durch die x<sub>1</sub>x<sub>2</sub>-Ebene geteilt? Begründen Sie Ihre Antwort. | ||
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+ | :{{Lösung versteckt| | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_1d_Lös.jpg|750px]] | ||
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;Aufgabe 2 | ;Aufgabe 2 | ||
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+ | a) S ist der Punkt in E, der vom Diagonalenschnittpunkt M den geringsten Abstand hat. Berechnen Sie die Koordinaten von S und zeichnen Sie die Pyramide ABCDS in Ihre Zeichnung ein. | ||
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+ | [Zur Kontrolle: S(3|4|3,5)] | ||
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+ | :{{Lösung versteckt| | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_2a_Lös.jpg|750px]] | ||
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+ | <popup name="Zeichnung"> | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_2a_Zei.jpg|750px]] | ||
+ | </popup> | ||
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+ | b) Berechnen Sie das Volumen der Pyramide ABCDS. | ||
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+ | :{{Lösung versteckt| | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_2b_Lös.jpg|750px]] | ||
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+ | </td></tr></table></center> | ||
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+ | <div style="padding:1px;background: #EEEEE6;border:0px groove;"> | ||
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+ | <center><table border="0" width="800px" cellpadding=5 cellspacing=15> | ||
+ | <tr><td width="800px" valign="top"> | ||
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+ | ;Aufgabe 3 | ||
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+ | S' sei der Spiegelpunkt von S bezüglich der Ebene, in der das Parallelogramm ABCD liegt. | ||
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+ | a) Berechnen Sie die Koordinaten von S' und tragen Sie S' in die Zeichnung ein. | ||
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+ | :{{Lösung versteckt| | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_3a_Lös.jpg|750px]] | ||
+ | }} | ||
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+ | <popup name="Zeichnung"> | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_3a_Zei.jpg|750px]] | ||
+ | </popup> | ||
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+ | In S' sein eine punktförmige Lichtquelle angebracht. Die Parallelogrammfläche sei lichtundurchlässig. Die Lichtquelle erzeugt von diesem Parallelogramm in der Ebene E das Schattenbild A'B'C'D'. | ||
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+ | b) Berechnen Sie die Koordinaten des Bildpunktes A' von A. | ||
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+ | Tragen Sie ohne weitere Rechnung das Bildviereck A'B'C'D' in die Zeichnung ein | ||
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+ | [[Bild:ABI_2004_V_3b_Lös.jpg|750px]] | ||
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+ | <popup name="Zeichnung"> | ||
+ | [[Bild:ABI_2004_V_3b_Zei.jpg|750px]] | ||
+ | </popup> | ||
Aktuelle Version vom 16. April 2010, 14:53 Uhr
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E: x1 + x2 - 4 x3 + 7 = 0 gegeben.
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a) Bestimmen Sie die Koordinaten des Punktes D so, dass das Viereck ABCD ein Parallelogramm ist, und berechnen Sie die Koordinaten des Diagonalenschnittpunkts M. Legen Sie ein Koordinatensystem an (Querformat, Ursprung in Seitenmitte) und tragen Sie das Parallelogramm ABCD sowie den Punkt M ein. [Zur Kontrolle: M(4|5|-0,5)]
[Zur Kontrolle: (4|7|0) und (7|4|0)] d) In welchem Verhältnis wird die Fläche des Parallelogramms durch die x1x2-Ebene geteilt? Begründen Sie Ihre Antwort.
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a) S ist der Punkt in E, der vom Diagonalenschnittpunkt M den geringsten Abstand hat. Berechnen Sie die Koordinaten von S und zeichnen Sie die Pyramide ABCDS in Ihre Zeichnung ein. [Zur Kontrolle: S(3|4|3,5)]
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S' sei der Spiegelpunkt von S bezüglich der Ebene, in der das Parallelogramm ABCD liegt. a) Berechnen Sie die Koordinaten von S' und tragen Sie S' in die Zeichnung ein.
b) Berechnen Sie die Koordinaten des Bildpunktes A' von A. Tragen Sie ohne weitere Rechnung das Bildviereck A'B'C'D' in die Zeichnung ein
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