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Geometrie, Teil B, Aufgabengruppe 2

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Die Aufgabenstellung findest du hier zum Ausdrucken als PDF.

  1. 1

    Die Abbildung zeigt den Würfel ABCDEFGH mit A(0|0|0) und G(5|5|5) in einem kartesischen Koordinatensystem. Die Ebene T schneidet die Kanten des Würfels unter anderem in den Punkten I(5|0|1), J(2|5|0), K(0|5|2) und L(1|0|5).

    Würfel

    Teilaufgabe a)

    (4 BE)

    Zeichnen Sie das Viereck IJKL in die Abbildung ein und zeigen Sie, dass es sich um ein Trapez handelt, bei dem zwei gegenüberliegende Seiten gleich lang sind.

    Teilaufgabe b)

    (3 BE)

    Ermitteln Sie eine Gleichung der Ebene T in Normalenform.

    (zur Kontrolle: T:5x1+4x2+5x330=0)

    Für a+ ist die Gerade ga:x=(2,503,5)+λ(010a2a) mit λ gegeben.

    Teilaufgabe c)

    (3 BE)

    Bestimmen Sie den Wert von a so, dass die Gerade ga die Würfelfläche CDHG in ihrem Mittelpunkt schneidet.

    Für jedes a+ liegt die Gerade ga in der Ebene U mit der Gleichung x1=2,5.

    Teilaufgabe d)

    (2 BE)

    Ein beliebiger Punkt P(p1|p2|p3) des Raums wird an der Ebene U gespiegelt. Geben Sie die Koordinaten des Bildpunkts P in Abhängigkeit von p1, p2 und p3 an.

    Teilaufgabe e)

    (4 BE)

    Spiegelt man die Ebene T an U, so erhält man die von T verschiedene Ebene T. Zeigen Sie, dass für einen bestimmten Wert von a die Gerade ga in der Ebene T liegt, und begründen Sie, dass diese Gerade ga die Schnittgerade von T und T ist.

    Teilaufgabe f)

    (4 BE)

    Die Spitze einer Pyramide mit der Grundfläche IJKL liegt auf der Kante [FG]. Untersuchen Sie, ob die Höhe dieser Pyramide 2 betragen kann.


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