Aufgabengruppe 1 - Aufgabe 1 · Abitur NRW Mathematik GK · Teil A · Analytische Geometrie 2023

Thema: Lineare Gleichungssysteme · Aus der Prüfung GK · Teil A · Analytische Geometrie (2023)

Aufgabenstellung

Betrachtet wird ein geradliniger Abschnitt der Strecke der abgebildeten Standseilbahn. In einem Koordinatensystem werden der Anfang und das Ende dieses Abschnitts durch die Punkte A(−13∣9∣4)A(-13|9|4) bzw. E(−33∣69∣34)E(-33|69|34) dargestellt, die Talstation der Seilbahn durch den Koordinatenursprung. Die x1x2x_1x_2-Ebene beschreibt die Horizontale. Eine Längeneinheit im Koordinatensystem entspricht 10 Metern in der Realität.

Gegeben ist das folgende Gleichungssystem mit x,y∈Rx, y \in \mathbb{R}.

$\begin{array}{lrcrl}

\text{I} & 3x & - & y & = 4 \\

\text{II} & -3x & - & 15y & = 12

\end{array}$

a)

Begründen Sie, dass das Gleichungssystem nur die Lösung x=1x = 1 und y=−1y = -1 hat. [2 BE]

b)

Das gegebene Gleichungssystem wird um die folgende Gleichung mit t∈Rt \in \mathbb{R} erweitert:

III−2x+y=t\text{III} \quad -2x + y = t

Geben Sie die Anzahl der Lösungen des erweiterten Gleichungssystems in Abhängigkeit von tt an. Begründen Sie Ihre Angabe. [3 BE]

t=t =

Aufgabenstellung: Aufgabengruppe 1 - Aufgabe 1 · Abitur NRW Mathematik GK · Teil A · Analytische Geometrie 2023

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

a Begründen Sie, dass das Gleichungssystem nur die Lösung x = 1 und y = –1 hat.

Lösung: Es gilt 3⋅1−(−1)=43 \cdot 1 - (-1) = 4 und −3⋅1−15⋅(−1)=12-3 \cdot 1 - 15 \cdot (-1) = 12. Da die beiden Gleichungen nicht äquivalent sind, hat das Gleichungssystem keine weitere Lösung.

b Geben Sie den Wert von t an, für den das erweiterte Gleichungssystem genau eine Lösung besitzt.

Lösung: -3

b Geben Sie die Anzahl der Lösungen des erweiterten Gleichungssystems in Abhängigkeit von t an. Begründen Sie Ihre Angabe.

Lösung: Für t=−3t = -3 hat das erweiterte Gleichungssystem genau eine Lösung und für alle anderen Werte von tt keine Lösung.

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