Aufgabengruppe 1 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Analytische Geometrie 2019

Thema: Geraden und Ebenen: Gleichungen und Lagebeziehungen · Aus der Prüfung LK · Teil A · Analytische Geometrie (2019)

Aufgabenstellung

Die Gerade g:x⃗=(020)+r⋅(241)g: \vec{x} = \begin{pmatrix} 0 \\ 2 \\ 0 \end{pmatrix} + r \cdot \begin{pmatrix} 2 \\ 4 \\ 1 \end{pmatrix} mit r∈Rr \in \mathbb{R} und die Ebene E:x1+2x2−2x3=2E: x_1 + 2x_2 - 2x_3 = 2 schneiden sich im Punkt SS.

a

Berechnen Sie die Koordinaten von SS. [3 BE]

S (S\ (

∣|

∣|

))

b

Der Punkt P1P_1 liegt auf gg, aber nicht in EE. Die Abbildung zeigt die Ebene EE, die Gerade gg sowie einen Repräsentanten des Vektors SP1⃗\vec{SP_1}. Für den Punkt P2P_2 gilt OP2⃗=OP1⃗−4⋅SP1⃗\vec{OP_2} = \vec{OP_1} - 4 \cdot \vec{SP_1}, wobei OO den Koordinatenursprung bezeichnet. Zeichnen Sie die Punkte SS, P1P_1 und P2P_2 in die Abbildung ein. [2 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabengruppe 1 · Abitur NRW Mathematik LK · Teil A · Analytische Geometrie 2019

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a Berechnen Sie die Koordinaten von S (x1x_1-Koordinate):

Lösung: −12-\frac{1}{2} / −0,5-0{,}5

a Berechnen Sie die Koordinaten von S (x2x_2-Koordinate):

Lösung: 11

a Berechnen Sie die Koordinaten von S (x3x_3-Koordinate):

Lösung: −14-\frac{1}{4} / −0,25-0{,}25

b Zeichnen Sie die Punkte S, P₁ und P₂ in die Abbildung ein.

Lösung: Der Punkt SS ist der Durchstoßpunkt der Geraden gg durch die Ebene EE. Der Punkt P1P_1 liegt auf gg ausgehend von SS in Richtung des Vektors SP1⃗\vec{SP_1} mit der Länge dieses Vektors. Wegen OP2⃗=OP1⃗−4⋅SP1⃗=OS⃗+SP1⃗−4⋅SP1⃗=OS⃗−3⋅SP1⃗\vec{OP_2} = \vec{OP_1} - 4\cdot\vec{SP_1} = \vec{OS} + \vec{SP_1} - 4\cdot\vec{SP_1} = \vec{OS} - 3\cdot\vec{SP_1} liegt P2P_2 auf der Geraden gg auf der gegenüberliegenden Seite von SS im dreifachen Abstand von SS wie P1P_1.

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