Aufgabe A3 Teilaufgabe d) - Geraden und Ebenen · Abitur NRW Mathematik GK · Haupttermin · CAS 2021

Thema: Geraden und Ebenen: Gleichungen und Lagebeziehungen · Aus der Prüfung GK · Haupttermin · CAS (2021)

Aufgabenstellung

Betrachtet wird die auf R\mathbb{R} definierte Funktion ff mit f(x)=x3−xf(x) = x^3 - x.

d) Betrachtet werden die Punkte AA und BB mit den Koordinaten A(3∣4∣2)A(3|4|2) und B(8∣−11∣12)B(8|-11|12) sowie die Gerade gg mit folgender Gleichung

g:x⃗=(6,5−6,59)+r⋅(−721−14),r∈R.g: \vec{x} = \begin{pmatrix} 6{,}5 \\ -6{,}5 \\ 9 \end{pmatrix} + r \cdot \begin{pmatrix} -7 \\ 21 \\ -14 \end{pmatrix}, \quad r \in \mathbb{R}.

(1)

Geben Sie eine Gleichung für die Gerade hh an, auf der die Punkte AA und BB liegen.

(2)

Weisen Sie nach, dass AA ein Punkt der Geraden gg ist. Untersuchen Sie, wie die Geraden gg und hh zueinander liegen.

(3)

Geben Sie eine Gleichung für eine Gerade an, welche gg in AA schneidet.

Aufgabenstellung: Aufgabe A3 Teilaufgabe d) - Geraden und Ebenen · Abitur NRW Mathematik GK · Haupttermin · CAS 2021

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

(1) Geben Sie eine Gleichung für die Gerade h an, auf der die Punkte A und B liegen.

Lösung: h:x⃗=(342)+s⋅(5−1510),s∈Rh: \vec{x} = \begin{pmatrix} 3 \\ 4 \\ 2 \end{pmatrix} + s \cdot \begin{pmatrix} 5 \\ -15 \\ 10 \end{pmatrix}, \quad s \in \mathbb{R}

(2) Weisen Sie nach, dass A ein Punkt der Geraden g ist. Untersuchen Sie, wie die Geraden g und h zueinander liegen.

Lösung: Punktprobe: r=0,5r = 0{,}5, AA liegt auf gg. Die Richtungsvektoren sind kollinear (s=−75s = -\frac{7}{5}), daher sind gg und hh identisch.

(3) Geben Sie eine Gleichung für eine Gerade an, welche g in A schneidet.

Lösung: l:x⃗=(342)+t⋅(0−1510),t∈Rl: \vec{x} = \begin{pmatrix} 3 \\ 4 \\ 2 \end{pmatrix} + t \cdot \begin{pmatrix} 0 \\ -15 \\ 10 \end{pmatrix}, \quad t \in \mathbb{R}

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