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Die Parabel p\text{p} verläuft durch die Punkte P(944)\mathrm{P(-9|44)} und Q(614)\mathrm{Q(6|14)}. Sie hat eine Gleichung der Form y=0,4x2+bx+c\mathrm{y=0{,}4x^2+bx+c} mit G=R×R\mathbb{G}=\mathbb{R}\times\mathbb{R} und b,cR\mathrm{b,c} \in \mathbb{R}. Die Gerade g\text{g} hat die Gleichung y=0,2x+0,5\mathrm{y=0{,}2x+0{,}5} mit G=R×R\mathbb{G}=\mathbb{R}\times\mathbb{R} .

Runden Sie im Folgenden auf zwei Stellen nach dem Komma.

  1. Zeigen Sie durch Berechnung der Werte für b und c, dass die Parabel p die Gleichung y=0,4x2+0,8x+4,4y=0{,}4x^2+0{,}8x+4{,}4 hat.

    Zeichnen Sie sodann die Gerade g sowie die Parabel p für x [3;5]x\ \in\left[-3;5\right] in ein Koordinatensystem ein.

    Für die Zeichnung: Längeneinheit 1 cm; 5 x 6;1 y 11-5\ \le x\ \le6;1\ \le y\ \le11

  2. Punkte BnB_n und DnD_n sind zusammen mit Punkten An(x0,2x+0,5)A_n ( x |0{,}2x + 0{,}5) auf der Geraden g und Punkten Cn(x0,4x20,8x+4,4)C_n(x |0{,}4x² - 0{,}8x + 4{,}4) auf der Parabel p die Eckpunkte von Drachenvierecken AnBnCnDnA_nB_nC_nD_n mit den Geraden AnCnA_nC_n als Symmetrieachse.

    Es gilt: AnBn=(23)\overrightarrow {A_nB_n}=\begin{pmatrix}2\\3\end{pmatrix}.

    Zeichnen Sie das Drachenviereck A1B1C1D1A_1B_1C_1D_1 für x=2,5x=-2{,}5 und das Drachenviereck A2B2C2D2A_2B_2C_2D_2 für x=2,5x=2{,}5 in das Koordinatensystem zu Teilaufgabe (a) ein.

  3. In allen Drachenvierecken AnBnCnDnA_nB_nC_nD_n haben die Winkel BnAnDnB_nA_nD_n das gleiche Maß ϵ\epsilon . Berechnen Sie das Maß ϵ \epsilon der Winkel BnAnDnB_nA_nD_n.

  4. Zeigen Sie rechnerisch, dass für den Flächeninhalt A der Drachenvierecke AnBnCnDnA_nB_nC_nD_n in Abhängigkeit von der Abszisse x der Punkte AnA_n gilt: A(x)=(0,8x22x+7,8)FE. A(x)=(0{,}8x²-2x+7{,}8)FE. [Teilergebnis: AnCn(x)=0,4x2x+3,9)LE \overline{A_nC_n}(x)=0{,}4x²-x+3{,}9)LE]

    Unter den Drachenvierecken AnBnCnDnA_nB_nC_nD_n hat das Drachenviereck A0B0C0D0A_0B_0C_0D_0 den minimalen Flächeninhalt.

    Berechnen Sie den Flächeninhalt des Drachenvierecks A0B0C0D0A_0B_0C_0D_0 und den zugehörigen Wert für xx.

  5. Begründen Sie, dass für A3C3=A4C4=6LE\overline{A_3C_3}= \overline {A_4C_4}=6 LE die Drachenvierecke Rauten sind.

    Ermitteln Sie die xx-Werte der Punkte A3A_3 und A4A_4.

  6. Zeigen Sie durch Rechnung, dass die Punkte Bn,CnB_n, C_n und DnD_n nicht gemeinsam auf einer Geraden liegen können.