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Digitales Schulbuch
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Wahlteil A2

A2 Analytische Geometrie

Turm einer Kirche mit roten Dächern und Uhren unter einem bewölkten Himmel.
Abb. 2: Kirchturmspitze
Die Abbildung 1 zeigt ein Modell der Kirchturmspitze in der Abbildung 2.
Im Modell bildet das Quadrat \(ABCD\) die Grundfläche des Körpers.
Das Modell ist u. a. symmetrisch zu der Ebene durch die Punkte \(A,\) \(C\) und \(S\) sowie zu der Ebene durch die Punkte \(B,\) \(D\) und \(S.\)
Aus dem Modell sind die folgenden Punkte bekannt:
\(A(5 \mid -5 \mid 0),\) \(B(5 \mid 5 \mid 0),\) \(C(-5 \mid 5 \mid 0),\) \(S(0 \mid 0 \mid 24)\) und \(E(5 \mid 0 \mid 9).\)
2.1
Gib die Koordinaten des Punktes \(D\) an.
(1 BE)
2.2
Prüfe, ob die folgenden Aussagen wahr oder falsch sind.
  • Das Dreieck \(ABE\) ist gleichschenklig.
  • Das Dreieck \(ABE\) ist rechtwinklig.
(4 BE)
2.3
Bestimme die Koordinaten des Punktes \(F.\)
(2 BE)
2.4
Gib eine Gleichung für die Gerade \(h\) an, die durch die Punkte \(E\) und \(S\) verläuft.
Berechne die Koordinaten des Schnittpunktes und die Größe des Schnittwinkels von \(h\) mit der \(x\)-Achse.
(6 BE)
2.5
Gegeben ist die Gerade \(g\) mit der Gleichung
\(g: \overrightarrow{x}=\pmatrix{125\\0\\34}+ s \cdot \pmatrix{24\\0\\5},\) \(s \in \mathbb{R}.\)
Die Ebene \(\epsilon\) ist bestimmt durch die Punkte \(A,\) \(B\) und \(S.\)
2.5.1
Zeige, dass der Punkt \(E\) auf \(g\) liegt.
(2 BE)
2.5.2
Bestimme eine Gleichung der Ebene \(\epsilon\) in Koordinatenform.
[Zur Kontrolle: \(24x+5z-120=0\)].
(3 BE)
2.5.3
Begründe, dass \(g\) senktrecht zu \(\epsilon\) verläuft.
(2 BE)
2.5.4
Die Gerade \(g\) und die Ebene \(\epsilon\) schneiden einander in einem Punkt \(P.\)
Berechne den Abstand von \(E\) zu \(P.\)
(5 BE)
2.6
Berechne das Volumen des Körpers \(ABSE.\)
Bestimme das gesamte Volumen des Modells.
(6 BE)
2.7
Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks \(BSE.\)
(4 BE)