Funktionen und Gleichungen
Aufgabe 1
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Die Parabeln
und
sind zwei nach oben geöffnete verschobene Normalparabeln.
Die Parabel
hat den Scheitelpunkt
Die Parabel
schneidet die
-Achse in den Punkten
und
verläuft durch den Scheitelpunkt
und den Punkt
ist der Scheitelpunkt der Parabel
und
sowie die Gerade
schneiden sich in einem gemeinsamen Punkt.“
Abschlussprüfung 2024
Die Parabel
Die Parabel
- Bestimme die Funktionsgleichungen von
und
.
- Berechne die Funktionsgleichung von
- Berechne die Entfernung zwischen
und
- Überprüfe diese Behauptung. Begründe deine Antwort rechnerisch.
(5 P)
Aufgabe 2
a)
Die Gerade
hat die Funktionsgleichung
Sie schneidet die
-Achse im Punkt
und die
-Achse im Punkt
und
verläuft die nach oben geöffnete verschobene Normalparabel
und
liegen auf der Parabel
Sie bilden zusammen mit dem Scheitelpunkt
das Dreieck
Sie schneidet die
- Bestimme die Koordinaten der Punkte
und
.
- Berechne die Funktionsgleichung der Parabel
und die Koordinaten ihres Scheitelpunktes
Sie bilden zusammen mit dem Scheitelpunkt
- Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Abschlussprüfung 2024
Aufgabe 3
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Eine nach oben geöffnete verschobene Normalparabel
mit der Form
geht durch den Punkt
.
geht auch durch den Punkt
.
Sie schneidet die
-Achse im Punkt
.
und
bilden das Dreieck ABC.
geht durch den Punkt
und hat die Steigung
.
halbiert den Flächeninhalt des Dreiecks
"
- Berechne die Funktionsgleichung der Parabel
Sie schneidet die
- Bestimme die Koordinaten der Punkte
und
- Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks
- Gib die Funktionsgleichung von
an.
- Überprüfe diese Aussage und begründe deine Antwort durch Rechnung oder Argumentation.
(5 P)
Aufgabe 4
a)
Zu einer verschobenen nach oben geöffneten Normalparabel
gehört die unvollständige Wertetabelle.
hat die Funktionsgleichung
und geht durch den Punkt
.
- Bestimme die Funktionsgleichung von
- Vervollständige die Wertetabelle.
- Berechne die Funktionsgleichung von
- Zeige rechnerisch, dass
keinen Schnittpunkt mit
hat.
- Gib die Funktionsgleichung einer verschobenen nach oben geöffneten Normalparabel
an, die keinen Schnittpunkt mit
und
hat.
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Aufgabe 5
a)
Das Schaubild zeigt Ausschnitte der Parabel
und der Geraden
schneidet die
-Achse in den Punkten
und
.
hat die Funktionsgleichung
.
bildet mit
und
das Dreieck
. Ebenso bildet
mit
und
das Dreieck
.

- Bestimme die Funktionsgleichungen von
und
.
Entnimm dazu geeignete Werte aus dem Schaubild.
- Gib die Koordinaten von
an.
- Berechne die Koordinaten des Scheitelpunktes
von
- Um wie viele Flächeneinheiten (FE) unterscheiden sich die Flächeninhalte dieser beiden Dreiecke?
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Aufgabe 6
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Die Gerade
hat die Funktionsgleichung
Die Parabel
hat die Funktionsgleichung
Die Parabel
schneidet die Gerade
in den Punkten
und
und
verläuft die verschobene nach oben geöffnete Normalparabel
und
ist rechtwinklig.“
Abschlussprüfung 2022
Die Parabel
Die Parabel
- Berechne die Koordinaten der Schnittpunkte
und
- Berechne die Koordinaten des Scheitelpunkts
von
- Hat Robin Recht? Begründe deine Antwort rechnerisch.
(5 P)
Aufgabe 7
a)
Das Schaubild zeigt Ausschnitte der verschobenen Normalparabel
und der nach unten geöffneten Parabel
verläuft durch die beiden Scheitelpunkte
und
verläuft senkrecht zu
und geht durch den Punkt

- Bestimme die Funktionsgleichungen der beiden Parabeln. Entnimm dazu geeignete Werte aus dem Schaubild.
- Berechne die Funktionsgleichung von
.
- Berechne die Funktionsgleichung von
- Gib die Funktionsgleichung einer weiteren verschobenen nach oben geöffneten Normalparabel
an, die keine Punkte mit
und
gemeinsam hat.
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Aufgabe 8
a)
Die Parabel
hat die Funktionsgleichung
Die verschobene nach oben geöffnete Normalparabel
hat den Scheitelpunkt
schneidet die
-Achse in den Punkten
und
und
bilden ein Dreieck.
bewegt sich auf der Parabel
unterhalb der
-Achse. Dadurch entsteht der Punkt
und somit das Dreieck
Die verschobene nach oben geöffnete Normalparabel
- Berechne die Koordinaten des Schnittpunkts
der beiden Parabeln
und
- Berechne die Koordinaten von
und
- Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks
- Für welche Lage von
wird der Flächeninhalt des Dreiecks am größten?
- Berechne diesen maximalen Flächeninhalt.
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
Aufgabe 9
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Die Punkte
und
liegen auf einer nach oben geöffneten verschobenen Normalparabel
mit der
-Achse und die Punkte
und
bilden ein Viereck.
und
verlaufen jeweils auf den Diagonalen des Vierecks.
Sie schneiden sich im Punkt
- Gib die Funktionsgleichung der Parabel
in der Normalform
an.
- Berechne den Flächeninhalt dieses Vierecks.
Sie schneiden sich im Punkt
- Berechne die Koordinaten des Schnittpunktes
Aufgabe 10
a)
Der Punkt
liegt auf der Parabel
mit der Funktionsgleichung
Die Gerade
schneidet die Parabel
im Punkt
und im Scheitelpunkt
an der
-Achse entsteht der Punkt
ist der Scheitelpunkt einer nach oben geöffneten verschobenen Normalparabel
mit der
-Achse ist der Scheitelpunkt
der Parabel
Die Parabel
der Form
geht außerdem durch die Scheitelpunkte
und
- Berechne die Funktionsgleichungen der Parabel
und der Geraden
- Gib die Funktionsgleichung von
in der Form
an.
- Berechne die Funktionsgleichung der Parabel
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Aufgabe 11
a)
Die Gerade
und die verschobene Normalparabel
gehen durch die beiden Punkte
und
Der Punkt
liegt auf der Parabel
Die Gerade
steht senkrecht auf
und geht durch
Die Gerade
schneidet die beiden Koordinatenachsen in den Punkten
und
Berechne die Koordinaten von
und
Der Punkt
Die Gerade
Die Gerade
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
Aufgabe 12
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Die Funktionsgleichung einer Parabel
lautet
Eine weitere Parabel
ist gegeben mit
Durch die beiden Scheitelpunkte der Parabeln
und
verläuft eine Gerade
.
- Bestimme die Gleichung dieser Geraden
.
- Bestimme die Gleichung der zur Geraden
senkrechten Gerade
durch den Punkt
und gib deren Schnittpunkt mit der
-Achse an.
(5 P)
Aufgabe 13
a)
Eine Parabel
ist gegeben durch die Gleichung
Außerdem ist die Gerade
mit der Gleichung
gegeben.
Eine zweite Gerade
verläuft parallel zu
und durch den Scheitelpunkt der Parabel
Eine zweite Gerade
- Gib die Gleichung der Parabel
in Scheitelpunktform an.
- Berechne die Koordinaten des Schnittpunkts der Geraden
mit der
-Achse.
(5 P)
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Wahrscheinlichkeiten" eingeordnet.
Aufgabe 14
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
b)
Gegeben ist die Parabel
mit der Gleichung
Diese Parabel wird um zwei Einheiten nach links und um vier Einheiten nach oben verschoben. Dabei entsteht die Parabel
- Durch den Schnittpunkt
der Parabeln verläuft eine zur
-Achse parallele Gerade
Gib deren Gleichung an. - Berechne den Abstand von
zum Scheitelpunkt
der Parabel
(5 P)
Aufgabe 15
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Wahrscheinlichkeiten" eingeordnet.
b)
Gegeben sind die Gerade
mit
und die Parabel
mit
- Berechne die Koordinaten der gemeinsamen Punkte
und
der Geraden und der Parabel.
- Der Punkt
liegt auf der Parabel
und bildet zusammen mit den Punkten
und
ein Dreieck. Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks.
(5 P)
Aufgabe 16
a)
Die nach oben geöffnete Normalparabel
hat mit der
-Achse die Schnittpunkte
und
Sie schneidet die
-Achse im Punkt
Die Parabel
hat die Funktionsgleichung
und schneidet die
-Achse im Punkt
Durch die Scheitelpunkte
und
der beiden Parabeln verläuft die Gerade
Berechne die Funktionsgleichung der Geraden
Der Punkt
ist der Mittelpunkt der Strecke
Die Gerade
mit der Steigung
geht durch
Unter welchen Winkeln schneiden sich die Geraden
und
?
Begründe deine Antwort durch Rechnung oder Argumentation.
Berechne die Funktionsgleichung der Geraden
Die Gerade
Unter welchen Winkeln schneiden sich die Geraden
Begründe deine Antwort durch Rechnung oder Argumentation.
(5,5 P)
b)
Die Parabel
mit der Funktionsgleichung
schneidet die
-Achse in den Punkten
und
Die Gerade
mit der Funktionsgleichung
schneidet die Parabel in den Punkten
und
Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks
Die Gerade
mit der Funktionsgleichung
schneidet die Parabel in den Punkten
und
Peter behauptet: „Die Steigung der Geraden
ist nur halb so groß wie die der Geraden
Daher ist der Flächeninhalt des Dreiecks
auch nur halb so groß wie der des Dreiecks
Hat Peter Recht? Begründe rechnerisch.
Die Gerade
Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks
Hat Peter Recht? Begründe rechnerisch.
(4,5 P )
Aufgabe 17
a)
Die nach oben geöffnete Normalparabel
hat den Scheitelpunkt
Die nach unten geöffnete Normalparabel
hat mit der
-Achse die Schnittpunkte
und
.
Berechne die Koordinaten des gemeinsamen Punktes
der beiden Parabeln.
Die Gerade
mit der Steigung
schneidet beide Parabeln ebenfalls im Punkt
.
Berechne die Gleichung von
.
Berechne die Winkel, unter denen sich die Gerade
und die
-Achse schneiden.
Gib die Gleichung einer Parabel
an, die weder mit
noch mit
einen gemeinsamen Punkt hat.
Berechne die Koordinaten des gemeinsamen Punktes
Berechne die Gleichung von
Berechne die Winkel, unter denen sich die Gerade
(5,5 P)
b)
Eine Parabel
mit der Gleichung
hat den Scheitelpunkt
Eine zweite Parabel
hat die Gleichung
Der Punkt
ist einer der beiden Schnittpunkte von
und
Berechne die Koordinaten des zweiten Schnittpunkts
der beiden Parabeln.
Zeige rechnerisch, dass die Punkte
und
auf einer Geraden liegen.
Eine zweite Parabel
Der Punkt
(4,5 P)
Aufgabe 18
a)
Das Schaubild zeigt Ausschnitte einer verschobenen Normalparabel
und einer Geraden
Bestimme die Funktionsgleichungen der Parabel
und der Geraden
Die verschobene, nach oben geöffnete Normalparabel
hat den Scheitelpunkt
Prüfe rechnerisch, ob der Schnittpunkt
der beiden Parabeln auf der Geraden
liegt.
Die Gerade
verläuft durch die beiden Scheitelpunkte
und
Berechne die Funktionsgleichung der Geraden

Bestimme die Funktionsgleichungen der Parabel
Die verschobene, nach oben geöffnete Normalparabel
Prüfe rechnerisch, ob der Schnittpunkt
Die Gerade
Berechne die Funktionsgleichung der Geraden
(5,5 P)
b)
Die Parabel
der Form
hat den Scheitel
Sie geht durch den Punkt
Die Gerade
mit der Steigung
geht durch den Punkt
Sie schneidet die Parabel
in den Punkten
und
Die Punkte
und
sind Eckpunkte des Rechtecks
Zudem sind die Punkte
und
Anfangs- und Endpunkt einer Diagonalen dieses Rechtecks.
Die Seiten des Rechtecks verlaufen parallel zur
- bzw.
-Achse.
Berechne den Flächeninhalt des Rechtecks.
Die Gerade
Die Punkte
Die Seiten des Rechtecks verlaufen parallel zur
Berechne den Flächeninhalt des Rechtecks.
(4,5 P)
Aufgabe 19
a)

Begründe deine Entscheidung. Vervollständige die Funktionsgleichungen von
Berechne die Funktionsgleichung von
(5 P)
b)
Die Parabel
mit
und die nach oben geöffnete Normalparabel
mit dem Scheitel
haben einen gemeinsamen Punkt
.
Die Gerade
geht durch den Ursprung
und den Punkt
.
Bestimme die Funktionsgleichung der Geraden
Die Schnittpunkte der Parabel
mit der
-Achse und der Punkt
bilden ein Dreieck.
Bestimme den Flächeninhalt dieses Dreiecks. Bastian behauptet:
„Die Gerade
halbiert den Flächeninhalt des Dreiecks.“
Hat Bastian recht?
Begründe deine Antwort durch Rechnung oder Argumentation.
Abschlussprüfung 2017
Die Gerade
Bestimme die Funktionsgleichung der Geraden
Bestimme den Flächeninhalt dieses Dreiecks. Bastian behauptet:
„Die Gerade
Hat Bastian recht?
Begründe deine Antwort durch Rechnung oder Argumentation.
(5 P)
Aufgabe 20
a)
Das Schaubild zeigt einen Ausschnitt der verschobenen Normalparabel
.
Die Punkte
und
liegen auf
.
Bestimme die Gleichung der Parabel
.
Die nach unten geöffnete Normalparabel
hat den Scheitelpunkt
.
Durch die beiden Scheitelpunkte verläuft eine Gerade
.
Berechne die Gleichung der Geraden
.
Eine Gerade
verläuft parallel zu
und geht durch einen der beiden Schnittpunkte von
und
.
Berechne eine mögliche Gleichung der Geraden

Bestimme die Gleichung der Parabel
(5,5 P)
b)
Eine Parabel
hat die Gleichung
und geht durch den Punkt
.
Eine nach unten geöffnete Normalparabel
hat die Gleichung
.
Berechne die Koordinaten der Schnittpunkte
und
von
und
.
Die Scheitelpunkte
und
sowie die Schnittpunkte
und
der beiden Parabeln bilden das Viereck
.
Mia behauptet: „Das Viereck
hat zwei rechte Winkel.“
Hat Mia recht? Begründe deine Antwort durch Rechnung.
(4,5 P)
Aufgabe 21
a)
Zu einer verschobenen nach oben geöffneten Normalparabel
gehört die unvollständig ausgefüllte Wertetabelle.
Gib die Gleichung der Parabel
an.
Vervollständige die Wertetabelle.
Eine Gerade
hat die Steigung
und geht durch den Punkt
.
Weise rechnerisch nach, dass
und
keine gemeinsamen Punkte haben.
Eine Gerade
verläuft parallel zur Geraden
und geht durch den Scheitelpunkt von
.
Berechne die Koordinaten des Schnittpunktes
der Geraden
mit der
-Achse.
|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
---|---|---|---|---|---|---|
|
11 | 6 | 3 |
Vervollständige die Wertetabelle.
Eine Gerade
Weise rechnerisch nach, dass
Eine Gerade
Berechne die Koordinaten des Schnittpunktes
(5,5 P)
b)
Eine Parabel
der Form
mit dem Scheitelpunkt
schneidet die
-Achse in den Punkten
und
.
Eine nach oben geöffnete Normalparabel
hat den Scheitelpunkt
.
Die beiden Parabeln haben einen gemeinsamen Punkt
.
Berechne die Koordinaten von
.
Die Punkte
,
und
bilden ein Dreieck.
Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks
.
Der Punkt
bewegt sich auf der Parabel
oberhalb der
-Achse.
Für welche Lage von
wird der Flächeninhalt des Dreiecks
am größten?
Begründe deine Aussage rechnerisch oder durch Argumentation.
Eine nach oben geöffnete Normalparabel
Die beiden Parabeln haben einen gemeinsamen Punkt
Berechne die Koordinaten von
Die Punkte
Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks
Der Punkt
Für welche Lage von
Begründe deine Aussage rechnerisch oder durch Argumentation.
(4,5 P)
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a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Funktionsgleichungen von
und
bestimmen
Funktionsgleichung von
berechnen
Steigung
berechnen:
Die allgemeine Geradengleichung hat die Form
Einsetzen von
und der Koordinaten des Punktes
liefert:
Daraus folgt
Entfernung zwischen
und
berechnen
Zunächst müssen die Koordinaten von
bestimmt werden. Dazu wird die Funktionsgleichung
in Scheitelpunktform gebracht:
Es lässt sich direkt der Scheitelpunkt
ablesen.
Nun lässt sich der Abstand der beiden Scheitelpunkte berechnen:
Behauptung überprüfen
Schnittpunkt der Parabeln berechnen:
Zugehörigen
-Wert berechnen:
Die beiden Parabeln schneiden sich im Punkt
Mit der Punktprobe kann überprüft werden, ob dieser Punkt auch auf der Geraden
liegt:
Die Aussage ist wahr. Somit schneiden sich die drei Graphen in einem gemeinsamen Punkt, die Behauptung stimmt also.
Abschlussprüfung 2024
Lösung 2
a)
Koordinaten bestimmen
Schnittpunkt mit
-Achse bestimmen:
Schnittpunkt mit
-Achse bestimmen:
Funktionsgleichung und Scheitelpunkt berechnen
Die verschobene Normalparabel ist von der Form
Einsetzen der Koordinaten des Punktes
liefert:
Es gilt also
Einsetzen der Koordinaten des Punktes
liefert:
Insgesamt gilt also
Umformen in die Scheitelpunktform liefert schließlich den Scheitelpunkt:
Nun lässt sich der Scheitelpunkt
ablesen.
Flächeninhalt des Dreiecks berechnen
Mithilfe der Skizze lässt sich die Länge der Grundseite
und die Höhe
des Dreiecks ablesen. Damit folgt für den Flächeninhalt des Dreiecks:

b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Abschlussprüfung 2024
Lösung 3
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Funktionsgleichung berechnen
in
einsetzen:
Koordinaten bestimmen
Flächeninhalt berechnen


Funktionsgleichung angeben
in
also
Aussage überprüfen
Julius hat Recht.
Mögliche Begründungen:
rechnerisch:
Schnittpunkt der Geraden
mit der Geraden durch
und
Flächeninhalte der Teildreiecke vergleichen:
argumentativ:
Die Gerade
schneidet die Gerade
(durch
und
) im Punkt
Dieser Punkt liegt genau zwischen
und
Da die Gerade zudem durch den Punkt
verläuft, halbiert sie also das Dreieck.
Lösung 4
a)
Funktionsgleichung von
bestimmen
Punkt
in
einsetzen:
also
Punkt
und
in
einsetzen:
Wertetabelle vervollständigen
Funktionsgleichung von
bestimmen
einsetzen:
Rechnerisch zeigen, dass kein Schnittpunkt vorliegt
Gleichsetzen:
Für die Diskriminante gilt
also gibt es keine Lösung.
Funktionsgleichung angeben
in Scheitelpunktform:


Der Scheitelpunkt der verschobenen Normalparabel
muss oberhalb dem Scheitelpunkt von
liegen. Liegt dieser oberhalb der
-Achse, so kann
auch nicht die Gerade
schneiden.
Mögliche Funktionsgleichung:
mit
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Lösung 5
a)
Funktionsgleichung von
bestimmen
in
einsetzen:
Funktionsgleichung von
bestimmen
in
einsetzen:
Koordinaten angeben
Koordinaten des Scheitelpunkts berechnen


Flächeneinheiten angeben
Unterschied:
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Lösung 6
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Koordinaten der Schnittpunkte berechnen
in
eingesetzt ergibt
also
in
eingesetzt ergibt
also
Koordinaten des Scheitelpunkts berechnen
1. Schritt: Funktionsgleichung der Parabel aufstellen
Allgemeine Funktionsgleichung der Normalparabel:
und
in
ergibt ein LGS:
in
eingesetzt ergibt:
2. Schritt: Scheitelpunktform aufstellen und
ablesen
Quadratische Ergänzung:

Beurteilen, ob Robin Recht hat und Antwort rechnerisch begründen
Robin hat nicht Recht. Begründung:
Berechnet man den Abstand zwischen den einzelnen Punkten, so kann widerlegt werden, dass der Satz des Pythagoras gilt und damit das Dreieck nicht rechtwinklig ist.
Abstandsformel:
Abstand zwischen
und

Abstand zwischen
und

Abstand zwischen
und

Eingesetzt in die Formel des Satz des Pythagoras ergibt sich:
das ist nicht richtig, daher ist begründet, dass es sich nicht um ein rechtwinkliges Dreieck handelt.
Abschlussprüfung 2022
Lösung 7
a)
Funktionsgleichungen bestimmen
Funktionsgleichungen von
bestimmen
und
in die allgemeine Funktionsgleichung
eingesetzt ergibt ein LGS:
in
eingesetzt ergibt:
also
Funktionsgleichung von
bestimmen
Ablesen des Scheitelpunkts
Daraus lässt sich die Scheitelpunktsform aufstellen:

in
eingesetzt ergibt:
Umgeformt ergibt sich:
Funktionsgleichung von
berechnen
1. Schritt: Scheitelpunkt von
bestimmen
Quadratische Ergänzung:


2. Schritt: Funktionsgleichung der Geraden berechnen
in
ergibt
in
ergibt:
Funktionsgleichungen berechnen und angeben
Funktionsgleichung von
berechnen
Die Steigung von
beträgt 
in
eingesetzt ergibt:
Funktionsgleichung von
angeben
Die Parabel
kann dazu einfach z.B. um elf Einheiten nach oben verschoben werden, denn dann liegt der Scheitelpunkt von
oberhalb von
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Abschlussprüfung 2022
Lösung 8
a)
Koordinaten von
berechnen


Gleichsetzen von
und
in
Koordinaten von
und
berechnen
Flächeninhalt berechnen
Der Abstand zwischen den zwei Nullpunkten
und
beträgt
Die Strecke zwischen den beiden Nullpunkten entspricht der Grundseite
des Dreiecks.
Die Höhe beträgt
da diese dem Betrag des
-Werts von
entspricht.


Lage bestimmen
Wenn
dem Scheitelpunkt entspricht, ist der Flächeninhalt maximal. Dies ist also für
der Fall.
Maximalen Flächeninhalt berechnen


b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
Abschlussprüfung 2022
Lösung 9
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Funktionsgleichung der Parabel angeben
und
in
eingesetzt, ergibt ein lineares Gleichungssystem:
in
einsetzen:
Die Funktionsgleichung der Parabel lautet
Es handelt sich um ein Trapez mit folgendem Flächeninhalt:
Gerade
aufstellen:
Die Steigung von
ist durch die Symmetrie gegeben:
Daraus folgt:
und
gleichsetzen:
in
einsetzen:
Daraus folgt:

Koordinaten des Schnittpunkts
berechnen
Gerade
aufstellen:
und
in
eingesetzt, ergibt ein lineares Gleichungssystem:
in
einsetzen:
Daraus folgt:

Lösung 10
a)
Funktionsgleichungen berechnen
Funktionsgleichung von
aufstellen:
in
einsetzen:
Daraus folgt:
Funktionsgleichung von
aufstellen
Scheitelpunkt
durch quadratische Ergänzung bestimmen:
Somit gilt:
und
in die allgemeine Geradengleichung
eingesetzt, ergibt ein lineares Gleichungssystem:
in
einsetzen:
Daraus folgt:
Funktionsgleichung von
angeben
Durch Spiegelung von
an der
-Achse gilt:
Mit Hilfe der Scheitelpunktform lässt sich
aufstellen:
Es gilt also
Funktionsgleichung von
berechnen
Schnittpunkt der Geraden
mit der
-Achse berechnen:
Daraus folgt:
und
in
einsetzen:
Daraus folgt:
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
Lösung 11
a)
Parabelgleichung
ermitteln
und
in die allgemeine Parabelform
eingesetzt ergibt ein lineares Gleichungssystem:
in
einsetzen:
Somit gilt:
-Koordinate von Punkt
bestimmen
Somit gilt:
Geradengleichung
ermitteln
1. Schritt: Steigungsfaktor
berechnen
2. Schritt: Steigungsfaktor
berechnen
Da
senkrecht zu
liegt, gilt:
3. Schritt:
-Achsenabschnitt
berechnen
Somit gilt:
Skizze
Koordinaten von Punkt
berechnen
Da
auf der
-Achse liegt, gilt
Somit gilt:
Koordinaten von Punkt
berechnen
Da
auf der
-Achse liegt, gilt
Somit gilt:

b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
Lösung 12
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie in der Ebene" eingeordnet.
b)
Gleichung von
bestimmen
Scheitelpunkt von
bestimmen
erhält man durch Ablesen
Scheitelpunkt von
berechnen
Umformen der Funktionsgleichung mithilfe der quadratischen Ergänzung:
und
in die allgemeine Geradengleichung einsetzen und ein lineares Gleichungssystem erstellen
Allgemeine Geradengleichung:
in
einsetzen:
Die Geradengleichung lautet also
Gleichung von
bestimmen
Steigung der Gerade bestimmen
bestimmen
Die Geradengleichung lautet also
Schnittpunkt mit
-Achse angeben
Daraus folgt der Schnittpunkt
Musterprüfung 1
Lösung 13
a)
Scheitelpunktform mit der quadratischen Ergänzung angeben
Also gilt
Koordinaten des Schnittpunkts berechnen
Scheitelpunkt der Parabel
bestimmen
(kann mithilfe der Scheitelpunktform abgelesen werden)
Parabel
berechnen
Koordinaten des Schnittpunkts berechnen
Wenn der Schnittpunkt mit der
-Achse berechnet werden soll, gilt:
- Allgemeine Geradengleichung:
- Da die Geraden
und
parallel sind, gilt für den Steigungsfaktor:
- Also gilt für
b)
Die Teilaufgabe b) wurde in das Thema "Wahrscheinlichkeiten" eingeordnet.
Musterprüfung 1
Lösung 14
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Geometrie im Raum" eingeordnet.
b)
Gleichung von
angeben
1. Schritt:
in Scheitelpunktform umrechnen
2. Schritt:
verschieben, um
zu bestimmen
um zwei Einheiten nach links verschieben:
um vier Einheiten nach oben verschieben:
Es folgt
3. Schritt: Schnittpunkt
berechnen
in eine Gleichung einsetzen:
Es folgt
4. Schritt: Gleichung von
aufstellen
Da die Gerade
parallel zur
-Achse ist, lautet die Gleichung
Abstand von
zum Scheitelpunkt
der Parabel
berechnen
Lösung 15
a)
Die Teilaufgabe a) wurde in das Thema "Wahrscheinlichkeiten" eingeordnet.
b)
Koordinaten der gemeinsamen Punkte
und
berechnen
Schnittpunkte berechnen
Es folgt
Es folgt
Flächeninhalt des Dreiecks berechnen
1. Schritt:
-Koordinate von Punkt
berechnen
einsetzen in Parabelgleichung
Es gilt
2. Schritt: Flächheninhalt bestimmen
Grundseite
Durch Ablesen ergibt sich
Höhe
Durch Ablesen ergibt sich für

Höhe
Lösung 16
a)
Funktionsgleichung der Geraden
berechnen
1. Schritt: Scheitelpunkt von
bestimmen
Durch Einsetzen der Koordinaten von
und
ergibt sich ein lineares Gleichungssystem:
Einsetzen von
in
Durch quadratische Ergänzung kann die Funktionsgleichung von
in die Scheitelpunktform gebracht werden:
2. Schritt: Scheitelpunkt von
bestimmen
3. Schritt: Funktionsgleichung der Geraden
berechnen
Schnittwinkel von
und
bestimmen
Zwei Geraden schneiden sich senkrecht, wenn das Produkt ihrer Steigungen
ergibt.
Steigung
Steigung
Die beiden Geraden stehen senkrecht zueinander. Daher ist jeder der vier Schnittwinkel
groß.
b)

Die Länge der Grundseite ergibt sich deshalb aus den

Peter hat also nicht recht.
Lösung 17
a)
Koordinaten des gemeinsamen Punktes
berechnen
1. Schritt: Funktionsgleichung von
berechnen
2. Schritt: Funktionsgleichung von
berechnen
und
in die allgemeine Funktionsgleichung
eingesetzt, ergibt ein LGS:
in
eingesetzt, ergibt:
Daraus folgt:
3. Schritt: Koordinaten des gemeinsamen Punktes
berechnen
Weiter mit der
-Formel:
in
einsetzen:
Somit gilt:
Gleichung von
berechnen
Die allgemeine Geradengleichung lautet:
Aus
folgt:
eingesetzt, ergibt:
Somit gilt:
Winkel berechnen, unter denen sich die Gerade
und die
-Achse schneiden
Es gibt vier Winkel:
berechnen
Größe des Winkels
berechnen
Gleichung einer Parabel
angeben, die weder mit
noch mit
einen gemeinsamen Punkt hat
Lösungsvorschlag am Besipiel der Parabel
, die „innerhalb“ von
eingebettet ist:
Scheitelpunkt
Skizze zur Veranschaulichung

| Scheitelwinkel zu
| Scheitelwinkel zu

- Liegt unterhalb von
auf der
-Achse
- Scheitelpunkt
mit
- Form der Gleichung:
- Nach unten geöffnet
- Also gilt:
- Gleich gestreckt oder gestreckter als
- Also gilt:
- Aus
und
folgt:

b)
Koordinaten des zweiten Schnittpunkts
berechnen
1. Schritt: Funktionsgleichung von
ermitteln
Es gilt:
Somit gilt für den Vorfaktor
2. Schritt: Funktionsgleichung von
ermitteln
3. Schritt: Koordinaten des zweiten Schnittpunkts
berechnen
Weiter mit der
-Formel:
ist die
-Koordinate des bekannten Schnittpunkts
Deswegen wird
in
eingesetzt:
Somit gilt:
Rechnerisch zeigen, dass
,
und
auf einer Geraden liegen
1. Schritt: Funktionsgleichung der Geraden
ermitteln, die von den Punkten
und
festgelegt wird
2. Schritt: Zeigen, dass
auch auf der Gerade
liegt
Damit ist gezeigt, dass die Punkte
und
auf einer Geraden liegen.
Abschlussprüfung 2019
- Scheitelpunkt
- Allgemeine Geradengleichung:
- Für den Steigungsfaktor
gilt:
- Also gilt für
Lösung 18
a)
Funktionsgleichung der Parabel
ermitteln
Da
eine verschobene Normalparabel ist, hat ihre Funktionsgleichung folgende Form:
Dabei sind
die Koordinaten des Scheitelpunkts.
Die Abbildung zeigt, dass
die
-Achse in den Punkten
und
schneidet.
Wegen der Symmetrie, muss die
-Koordinate des Scheitelpunkts genau mittig dazwischen liegen, also ist
durch Einsetzen berechnen:
Eine Funktionsgleichung von
lautet also:
Funktionsgleichung der Gerade
bestimmen
Ein Steigungsdreieck in der Abbildung zeigt, dass die Gerade
die Steigung
hat und die
Achse im Punkt
schneidet.
Daher lautet die Geradengleichung:
Lage des Schnittpunkts prüfen
1. Schritt: Funktionsgleichung von
aufstellen
Mit der Scheitelpunktform ergibt sich:
2. Schritt: Schnittpunkt berechnen
Die beiden Parabeln schneiden sich an der Stelle
Einsetzen in eine der beiden Funktionsgleichungen, z.B. in
Der Schnittpunkt hat also die Koordinaten
3. Schritt: Einsetzen in die Gerade
Die Gerade
verläuft also ebenfalls durch den Punkt
Der Schnittpunkt
der beiden Parabeln liegt also auf der Geraden
Funktionsgleichung der Geraden
berechnen
Die beiden Scheitelpunkte sind
und
1. Schritt: Steigung berechnen
Mit dem Differenzquotient ergibt sich:
2. Schritt:
-Achsenabschnitt berechnen
Durch eine Punktprobe kannst du nun den
-Achsenabschnitt
berechnen:
Eine Funktionsgleichung von
ist also
Die Abbildung zeigt, dass
Wegen der Symmetrie, muss die
Daher lautet die Geradengleichung:
Einsetzen in eine der beiden Funktionsgleichungen, z.B. in
b)
1. Schritt: Funktionsgleichung der Parabel bestimmen
Die Punktprobe in
zeigt:
Mit einer Punktprobe von
kann
berechnet werden:
Eine Gleichung der Parabel
lautet also
2. Schritt: Geradengleichung angeben
Mit den Informationen aus der Aufgabe kann eine Geradengleichung aufgestellt werden:
3. Schritt: Schnittpunkte von
mit
berechnen
Einsetzen in die Geradengleichung liefert die zugehörigen
-Koordinaten.
Die Punkte
und
haben also die Koordinaten
und
4. Schritt: Flächeninhalt berechnen
Da die Seiten des Rechtecks parallel zur
- bzw.
-Achse verlaufen, ergeben sich die Seitenlängen aus den Differenzen der
- und
-Koordinaten von
und
Der Flächeninhalt ergibt sich daher wie folgt:
Der Flächeninhalt des Rechtecks beträgt ca.
Abschlussprüfung 2018
Lösung 19
a)
Welcher Graph gehört zu welcher Funktionsgleichung?
Gleichung
Da der Graph
im Vergleich zu einer Normalparabel entlang der
-Achse gestaucht ist, kann er nur zur Gleichung
gehören. Die Parabel wird durch den Parameter
gestaucht.
Gleichung
Gleichung mit quadratischer Ergänzung in die Scheitelpunktform bringen:
Da
bereits Gleichung (A) zugeordnet ist und der Scheitelpunkt von
nicht den Koordinaten von
entspricht, muss
zu Gleichung
gehören.
Gleichung
Da
als einziger Graph übrig bleibt, kann dieser per Ausschlussverfahren der Gleichung
zugeordnet werden.
Funktionsgleichung von
vervollständigen
Einen Punkt des Graphen ablesen und in die Gleichung
einsetzen:
Funktionsgleichung von
vervollständigen
Gleichung mit quadratischer Ergänzung in die Scheitelpunktform bringen:
Aus dem Schaubild von
lässt sich der Scheitelpunkt
ablesen.
Funktionsgleichung von
berechnen
Die Gerade
geht durch die Scheitelpunkte
und
und wird durch die Gleichung
bestimmt.
einsetzen:
und
einsetzen:
Rechnerisch nachweisen, dass der Scheitelpunkt
auf
liegt
in
einsetzen:
Der Scheitelpunkt
von
liegt somit auf
Da der Graph
Gleichung mit quadratischer Ergänzung in die Scheitelpunktform bringen:
Da
b)
1. Schritt: Gleichung der Parabel
bestimmen
Durch die Angabe des Scheitelpunkts von
lässt sich die Scheitelpunktform bestimmen:
2. Schritt: Koordinaten des Punkts
berechnen
in
einsetzen:
3. Schritt: Funktionsgleichung der Geraden
bestimmen
verläuft durch den Ursprung
sowie
und ist durch die Gleichung
definiert.
Koordinaten von
einsetzen:
und
einsetzen:
Flächeninhalt des Dreiecks
bestimmen
1. Schritt: Eckpunkte
und
bestimmen
Die Eckpunkte des Dreiecks
sind
und
2. Schritt: Flächeninhalt bestimmen
kann als Grundseite des Dreiecks gewählt werden.
Da
und
auf der
-Achse liegen, gilt:
Die zugehörige Höhe
entspricht dem Abstand von
zur
-Achse, also dem Betrag von
Der Flächeninhalt des Dreiecks
enstpricht
Bastians Aussage prüfen
Rechnerische Begründung
Um Bastians Aussage zu prüfen, muss der Flächeninhalt eines der Teildreiecke berechnet werden.
geht durch den Ursprung
und den Punkt
Somit gilt für die Grundseite des Teildreiecks
Die Höhe
bleibt gleich.
Der Flächeninhalt des Teildreiecks
enstpricht genau der Hälfte des Flächeninhaltes des Dreiecks
Somit ist Bastians Behauptung richtig. Argumentative Begründung Die Höhe beider Teildreiecke entspricht weiterhin dem Abstand von
zur
-Achse. Diese bleibt für beide Teildreiecke also unverändert.
Die Gerade
verläuft durch den Ursprung und halbiert damit die Grundseite des Dreiecks
Dadurch, dass die Höhe gleich bleibt und die Grundseite halbiert wird, wird insgesamt auch der Flächeninhalt halbiert.
Bastian hat also recht.
Abschlussprüfung 2017

Da

Somit gilt für die Grundseite des Teildreiecks
Somit ist Bastians Behauptung richtig. Argumentative Begründung Die Höhe beider Teildreiecke entspricht weiterhin dem Abstand von
Die Gerade
Dadurch, dass die Höhe gleich bleibt und die Grundseite halbiert wird, wird insgesamt auch der Flächeninhalt halbiert.
Bastian hat also recht.
Lösung 20
a)
Gleichung der Parabel
bestimmen
und
in die allgemeine Form einer Normalparabel
einsetzen und ein lineares Gleichungssystem erstellen
in
einsetzen
Somit gilt:
Gleichung der Geraden
berechnen
Koordinaten des Scheitelpunkts
der Parabel
berechnen
Daraus folgt für den Scheitelpunkt:
Gleichung der Geraden
ermitteln, die von den Punkten
und
festgelegt wird
Eine mögliche Gleichung der Geraden
berechnen
Gleichung der Parabel
ermitteln
Schnittpunkte von
und
berechnen
Weiter mit der
-Formel:
Lösungsvorschlag 1:
verläuft durch den Punkt
mit der
-Koordinate
in
einsetzen:
Daraus folgt für diesen Schnittpunkt:
Gleichung der Gerade
berechnen:
Lösungsvorschlag 2:
verläuft durch den Punkt
mit der
-Koordinate
in
einsetzen:
Daraus folgt für diesen Schnittpunkt:
Gleichung der Gerade
berechnen:
- Allgemeine Geradengleichung:
- Für den Steigungsfaktor
gilt:
- Da
durch
verläuft und
auf der
-Achse liegt, gilt:
- Da
eine nach unten geöffnete Normalparabel ist und ihr Scheitelpunkt
auf der
-Achse liegt, gilt:
- Da der Scheitelpunkt
auf der
-Achse liegt, gilt auch:
- Allgemeine Geradengleichung:
- Da
und
parallel verlaufen, gilt für den Steigungsfaktor:
- Daraus folgt für
- Allgemeine Geradengleichung:
- Da
und
parallel verlaufen, gilt für den Steigungsfaktor:
- Daraus folgt für
b)
Koordinaten der Schnittpunkte
und
von
und
berechnen
Gleichung der Parabel
berechnen
-Koordinaten der Schnittpunkte berechnen
-Koordinaten der Schnittpunkte berechnen
in
einsetzen:
Schnittpunkt 1:
in
einsetzen:
Schnittpunkt 2:
Hat Mia recht?
Koordinaten des Scheitelpunkts
der Parabel
bestimmen
Koordinaten des Scheitelpunkts
der Parabel
bestimmen
Gilt der Satz des Pythagoras im Dreieck
?
berechnen:
Länge der Strecke
berechnen
Satz des Pythagoras anwenden
An der Abbildung kann man ablesen, dass die Länge der Strecke
tatsächlich
beträgt. Der Satz des Pythagoras gilt hier also. Somit ist
ein rechter Winkel. Gleiches gilt für den Winkel
Mia hat also recht.

- Falls ja
Winkel
ist ein rechter Winkel
- Falls nein
Winkel
ist kein rechter Winkel
Lösung 21
a)
Parabelgleichung
angeben
Scheitelpunktform einer verschobenen und nach oben geöffneten Normalparabel:
Mit dem Einsetzungsverfahren können die Werte berechnet werden:
1. Schritt: Zwei Punkte einsetzen
auflösen
3. Schritt:
in 2) einsetzen, um
zu berechnen
4. Schritt:
in 1) einsetzen, um
zu berechnen
Die Parabelgleichung
lautet also
Wertetabelle vervollständigen
Durch Einsetzen der
-Werte in die Parabelgleichung ergibt sich:
Nachweisen, dass keine gemeinsamen Punkte vorliegen
1. Schritt: Geradengleichung
aufstellen
Durch Einsetzen der Informationen in die allgemeine Geradengleichung
ergibt sich:
Die Geradengleichung
lautet also
2. Schritt:
und
gleichsetzen
Da die Diskriminante
ist, gibt es keine Lösung und
und
haben keine gemeinsamen Punkte.
Koordinaten des Schnittpunkts berechnen
1. Schritt: Geradengleichung
aufstellen
Der Scheitelpunkt der Parabel
ist
Die Steigung
ist gleich zu
also
Durch Einsetzen in die allgemeine Geradengleichung ergibt sich:
Die Geradengleichung
lautet also:
2. Schritt: Schnittpunkt mit
-Achse berechnen
Der Schnittpunkt mit der
-Achse entspricht der Nullstelle der Gerade. Sie wird also mit 0 gleichgesetzt:
Der Schnittpunkt
hat also die Koordinaten
1)
2)
2. Schritt: 1) nach 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
11 | 6 | 3 | 2 | 3 | 6 |
b)
Koordinaten von Punkt
berechnen
1. Schritt: Parabelgleichung
aufstellen
Durch den Scheitelpunkt
gilt, dass die Parabel um
nach oben verschoben ist, also
Die Punktprobe mit
zeigt:
Die Parabelgleichung
lautet also
2. Schritt: Parabelgleichung
aufstellen
Bei einer Normalparabel gilt
Mit dem Scheitelpunkt
lässt sich die Scheitelpunktform aufstellen:
Die Parabelgleichung
lautet also
3. Schritt: Schnittpunkt
berechnen
in eine Parabelgleichung einsetzen, um
zu berechnen:
Die Koordinaten des gemeinsamen Punkts
sind also
Flächeninhalt des Dreiecks berechnen
Der Flächeninhalt des Dreiecks
beträgt
Maximalen Flächeninhalt begründen
Da sich
nur auf
oberhalb der
-Achse bewegt und die
-Koordinate von
die Höhe
des Dreiecks beschreibt, wird diese im Scheitelpunkt von
maximal sein. Das heißt:
Abschlussprüfung 2015
