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Die Parabel p1p_1 mit dem Scheitel S(0,51)S(0{,}5|1) hat eine Gleichung der Form y=0,5x2+bx+c(G=R×R; bR; cR)y=0{,}5x^2+bx+c\quad(\mathbb{G}=\mathbb{R}\times\mathbb{R};~b\in\mathbb{R};~c\in\mathbb{R}).

Die Parabel p2p_2 hat die Gleichung y=0,5x2+3(G=R×R)y=0{,}5x^2+3\quad(\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 bb und cc, dass die Parabel p1p_1 die Gleichung y=0,5x20,5x+1,125y=0{,}5x^2-0{,}5x+1{,}125 hat. Zeichnen Sie sodann die Parabeln p1p_1 und p2p_2 für x[2;4]x\in[-2;4] in ein Koordinatensystem ein.

    Für die Zeichnung: Längeneinheit 1 cm1~\text{cm}; 2x4; 0y11-2\le x\le 4;~0\le y\le 11

  2. Berechnen Sie die Koordinaten des Schnittpunkts TT der Parabeln p1p_1 und p2p_2.

  3. Punkte An(x0,5x2+3)A_n(x|0{,}5x^2+3) auf der Parabel p2p_2 haben dieselbe Abszisse xx wie Punkte Bn(x0,5x20,5x+1,125)B_n(x|0{,}5x^2-0{,}5x+1{,}125) auf der Parabel p1p_1. Sie sind für x>3,75x>-3{,}75 zusammen mit Punkten CnC_n die Eckpunkte von Dreiecken AnBnCnA_nB_nC_n.

    Die Punkte CnC_n liegen auf der Parabel p2p_2, wobei die Abszisse der Punkte CnC_n stets um 2 größer ist als die Abszisse xx der Punkte AnA_n.

    Zeichnen Sie das Dreieck A1B1C1A_1B_1C_1 für x=1,5x=-1{,}5 und das Dreieck A2B2C2A_2B_2C_2 für x=1x=1 in das Koordinatensystem zu Teilaufgabe (a) ein.

    Zeigen Sie sodann, dass sich die Koordinaten der Punkte CnC_n in Abhängigkeit von der Abszisse AnA_n wie folgt darstellen lassen: Cn(x+20,5x2+2x+5)C_n(x+2|0{,}5x^2+2x+5)

  4. Bestätigen Sie durch Rechnung, dass für die Länge der Strecke [AnBn][A_nB_n] in Abhängigkeit von der Abszisse xx der Punkte AnA_n gilt:

    AnBn(x)=(0,5x+1,875) LE\overline{A_nB_n}(x)=(0{,}5x+1{,}875)~\text{LE}

  5. Unter den Dreiecken AnBnCnA_nB_nC_n gibt es das rechtwinklige Dreieck A3B3C3A_3B_3C_3 mit der Hypotenuse [A3C3][A_3C_3].

    Bestimmen Sie rechnerisch die Koordinaten des Punktes B3B_3.

  6. Unter den Dreiecken AnBnCnA_nB_nC_n gibt es das gleichschenklige Dreieck A4B4C4A_4B_4C_4 mit der Basis [A4B4][A_4B_4].

    Bestimmen Sie rechnerisch den zugehörigen Wert für xx.