Aufgabe 2.1 · Abitur NRW Mathematik GK · Teil A · Analytische Geometrie 2025

Thema: Längen, Winkel und Abstände im Raum · Aus der Prüfung GK · Teil A · Analytische Geometrie (2025)

Aufgabenstellung

Die Ebene E wird durch die Gleichung x⃗=(1−30)+r⋅(−341)+s⋅(3−40)\vec{x} = \begin{pmatrix} 1 \\ -3 \\ 0 \end{pmatrix} + r \cdot \begin{pmatrix} -3 \\ 4 \\ 1 \end{pmatrix} + s \cdot \begin{pmatrix} 3 \\ -4 \\ 0 \end{pmatrix} mit r,s∈Rr, s \in \mathbb{R} beschrieben.

a

Zeigen Sie, dass der Vektor (430)\begin{pmatrix} 4 \\ 3 \\ 0 \end{pmatrix} senkrecht zur Ebene E steht. [2 BE]

b

Bestimmen Sie die Koordinaten eines Punkts P mit folgender Eigenschaft:

Wird der Punkt P an der Ebene E gespiegelt, so hat der entstehende Punkt vom Punkt P den Abstand 20. [3 BE]

P( | |)

Aufgabenstellung: Aufgabe 2.1 · Abitur NRW Mathematik GK · Teil A · Analytische Geometrie 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a Zeigen Sie, dass der Vektor (430)\begin{pmatrix} 4 \\ 3 \\ 0 \end{pmatrix} senkrecht zur Ebene E steht.

Lösung: (−341)∘(430)=−12+12=0\begin{pmatrix} -3 \\ 4 \\ 1 \end{pmatrix} \circ \begin{pmatrix} 4 \\ 3 \\ 0 \end{pmatrix} = -12 + 12 = 0, (3−40)∘(430)=12−12=0\begin{pmatrix} 3 \\ -4 \\ 0 \end{pmatrix} \circ \begin{pmatrix} 4 \\ 3 \\ 0 \end{pmatrix} = 12 - 12 = 0

b Bestimmen Sie die Koordinaten eines Punkts P mit folgender Eigenschaft: Wird der Punkt P an der Ebene E gespiegelt, so hat der entstehende Punkt vom Punkt P den Abstand 20.

Lösung: P(9∣3∣0)P(9|3|0) / P(−7∣−9∣0)P(-7|-9|0)

b Bestimmen Sie die Koordinaten eines Punkts P mit folgender Eigenschaft: Wird der Punkt P an der Ebene E gespiegelt, so hat der entstehende Punkt vom Punkt P den Abstand 20. [y-Koordinate]

Lösung: 6

b Bestimmen Sie die Koordinaten eines Punkts P mit folgender Eigenschaft: Wird der Punkt P an der Ebene E gespiegelt, so hat der entstehende Punkt vom Punkt P den Abstand 20. [z-Koordinate]

Lösung: 0

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