Aufgabe B2 - Geometrie · Abitur NRW Mathematik LK · Haupttermin · CAS 2022

Prüfungsteil B: Aufgaben mit Hilfsmitteln

Aufgabenstellung:

Für einen Skatepark ist ein neuer Teilabschnitt geplant. Der Längsschnitt dieses Abschnitts ist im Entwurf des Architekten in Abbildung 1 dargestellt.

Der Abschnitt besteht aus vier Betonelementen mit senkrechten Seitenwänden. Die äußeren Elemente E1 und E4 haben die Form von Quadern. Bei den mittleren Elementen E2 und E3 werden die oberen Randlinien aus Abbildung 1 durch zwei ganzrationale Funktionen $f$ und $g$ beschrieben ( Abbildung 2). Die unteren Randlinien aller vier Elemente in Abbildung 1 werden durch die $x$-Achse beschrieben.

Damit störungsfreies Fahren möglich ist, sollen die oberen Randlinien der Elemente – mit Ausnahme des Übergangs von E3 zu E4 – „knickfrei“ aneinander anschließen.

Die obere Randlinie von Element E2 wird vom Architekturbüro für $-4 \le x \le 4{,}8$ durch die Funktion $f$ modelliert mit

$$f(x) = -\frac{1}{256}x^4 + \frac{1}{8}x^2 + 1{,}2 \;, \quad x \in \mathbb{R}\;.$$

Eine Längeneinheit im Koordinatensystem steht in der Realität für $1\text{ m}$.

e) Schließlich wird der Abschnitt E3 mit der Länge $d = 7{,}5$ [m] errichtet.

Um die Fahrten der Skater auf E3 aufzunehmen, soll eine Kamera in einer Höhe von $5\text{ m}$ über der unteren Randlinie von E3 angebracht werden. Vereinfacht wird ihre Lage durch den Punkt $K(x_K \mid 5)$ beschrieben.

(1)

Ermitteln Sie den Wert von $x_K$, bei dem $K$ von den Punkten $B$ und $C$ denselben Abstand hat.