Aufgabe 1 · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Lineare Algebra (WTR) 2023

Thema: Längen, Winkel und Abstände im Raum · Aus der Prüfung GK · Teil B · Lineare Algebra (WTR) (2023)

Aufgabenstellung

Eine Molkerei stellt Milchmischgetränke her und füllt diese in kleine Kartonverpackungen ab.

Eine solche Verpackung kann modellhaft durch den abgebildeten Körper mit A(0∣0∣0)A(0|0|0), B(4,5∣0∣0)B(4{,}5|0|0), C(4,5∣4,5∣0)C(4{,}5|4{,}5|0), D(0∣4,5∣0)D(0|4{,}5|0), E(0∣0∣13,5)E(0|0|13{,}5), F(4,5∣0∣12)F(4{,}5|0|12), G(4,5∣4,5∣12)G(4{,}5|4{,}5|12) und H(0∣4,5∣13,5)H(0|4{,}5|13{,}5) dargestellt werden. Eine Längeneinheit im Koordinatensystem entspricht 1 cm1\text{ cm} in der Realität.

Zur Verpackung gehört ein 14 cm14\text{ cm} langer, gerader Trinkhalm. Die Stelle, an der der Trinkhalm durch die Deckfläche der Verpackung zu stechen ist, wird durch den Punkt P(1,5∣2,25∣13)P(1{,}5|2{,}25|13) dargestellt.

Die Materialstärken der Verpackung und des Trinkhalms sollen im Folgenden vernachlässigt werden.

a)

Weisen Sie nach, dass die Deckfläche der Verpackung rechteckig ist.

b)

Prüfen Sie, ob die Verpackung mit 250 ml250\text{ ml} des jeweiligen Getränks befüllt werden kann.

Ja

Nein

c)

Untersuchen Sie, ob sich mit dem Trinkhalm innerhalb der Verpackung jede Stelle der Grundfläche erreichen lässt.

Ja

Nein

Aufgabenstellung: Aufgabe 1 · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Lineare Algebra (WTR) 2023

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a Weisen Sie nach, dass die Deckfläche der Verpackung rechteckig ist.

Lösung: EH⃗=(04,50)=FG⃗\vec{EH} = \begin{pmatrix} 0 \\ 4{,}5 \\ 0 \end{pmatrix} = \vec{FG}, EH⃗∘EF⃗=(04,50)∘(4,50−1,5)=0\vec{EH} \circ \vec{EF} = \begin{pmatrix} 0 \\ 4{,}5 \\ 0 \end{pmatrix} \circ \begin{pmatrix} 4{,}5 \\ 0 \\ -1{,}5 \end{pmatrix} = 0

b Prüfen Sie, ob die Verpackung mit 250 ml des jeweiligen Getränks befüllt werden kann.

Lösung: 258 cm3258\text{ cm}^3 / 258,19 cm3258{,}19\text{ cm}^3 / 258 ml258\text{ ml}

c Untersuchen Sie, ob sich mit dem Trinkhalm innerhalb der Verpackung jede Stelle der Grundfläche erreichen lässt.

Lösung: 13,53 cm13{,}53\text{ cm}

Kann die Verpackung mit 250 ml befüllt werden? / Lässt sich jede Stelle der Grundfläche erreichen?

Lösung: Ja / Ja

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