Aufgabe A1 e · Abitur NRW Mathematik GK · Nachtermin · GTR 2022

Thema: Längen, Winkel und Abstände im Raum · Aus der Prüfung GK · Nachtermin · GTR (2022)

Aufgabenstellung

Gegeben ist die Funktion ff mit f(x)=(2x+10) e5x+3,x∈Rf(x) = (2x+10)\,\mathrm{e}^{5x+3}, \quad x \in \mathbb{R}.

e) Der Koordinatenursprung OO sowie die Punkte AA, BB und CC bilden ein Parallelogramm OABCOABC. Abbildung 3 zeigt dieses Parallelogramm OABCOABC samt seinen Diagonalen ee und ff.

(1)

Es seien die Vektoren u⃗=OA⃗+AB⃗\vec{u} = \vec{OA} + \vec{AB} und v⃗=OA⃗−AB⃗\vec{v} = \vec{OA} - \vec{AB} betrachtet.

Einer dieser beiden Vektoren u⃗\vec{u} und v⃗\vec{v} verläuft entlang der Diagonalen ee, der andere entlang der Diagonalen ff.

Geben Sie an, welcher der beiden Vektoren der Diagonalen ff zuzuordnen ist.

u⃗\vec{u}

v⃗\vec{v}

Für die weiteren Teilaufgaben gilt: Die Eckpunkte AA und BB besitzen die Koordinaten A(2∣0∣23)A(2|0|2\sqrt{3}) und B(4∣−3∣33)B(4|-3|3\sqrt{3}).

(2)

Zeigen Sie, dass der Eckpunkt CC bei C(2∣−3∣3)C(2|-3|\sqrt{3}) liegt.

(3)

Zeigen Sie, dass die Diagonalen ee und ff aufeinander senkrecht stehen.

Aufgabenstellung: Aufgabe A1 e · Abitur NRW Mathematik GK · Nachtermin · GTR 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

(1) Geben Sie an, welcher der beiden Vektoren der Diagonalen f zuzuordnen ist.

Lösung: v⃗\vec{v}

(2) Zeigen Sie, dass der Eckpunkt C bei C(2|-3|√3) liegt.

Lösung: OC⃗=AB⃗=OB⃗−OA⃗=(4−2−3−033−23)=(2−33)\vec{OC} = \vec{AB} = \vec{OB} - \vec{OA} = \begin{pmatrix} 4 - 2 \\ -3 - 0 \\ 3\sqrt{3} - 2\sqrt{3} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ -3 \\ \sqrt{3} \end{pmatrix}

(3) Zeigen Sie, dass die Diagonalen e und f aufeinander senkrecht stehen.

Lösung: u⃗⋅v⃗=(4−333)⋅(033)=4⋅0+(−3)⋅3+33⋅3=−9+9=0⇒u⃗⊥v⃗\vec{u} \cdot \vec{v} = \begin{pmatrix} 4 \\ -3 \\ 3\sqrt{3} \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} 0 \\ 3 \\ \sqrt{3} \end{pmatrix} = 4\cdot 0 + (-3)\cdot 3 + 3\sqrt{3}\cdot\sqrt{3} = -9 + 9 = 0 \Rightarrow \vec{u} \perp \vec{v}

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