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Prüfungsteil 2 2021

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Hier findest du die Aufgaben aus dem Prüfungsteil 1 der ZP 10 Mathe 2021 für die gymnasiale Differenzierung mit ausführlichen Musterlösungen. Diese Aufgaben wurden in einer anderen Variante zum Haupttermin 1 verwendet.

  1. 1

    Aufgabe 1: Glaskugeln

    Abbildung 1: Glaskugel

    Abbildung 1: Glaskugel

    Ein Unternehmen stellt lackierte Glaskugeln her (Abbildung 1).

    Die Glaskugeln haben einen Durchmesser von 8 cm8 \mathrm{~cm}.

    Nach der Herstellung der Form wird die Kugeloberfläche lackiert.

    Mit einem Liter Farbe kann eine Fläche von 12 m212 \mathrm{~m}^{2} lackiert werden.

    1. Berechne, wie viele Glaskugeln mit einem Liter Farbe lackiert werden können. (4 P)

    2. Ein Praktikant behauptet: „Für eine Glaskugel mit doppeltem Durchmesser benötigt man viermal so viel Farbe.“

      Weise allgemein nach, dass die Behauptung unabhängig von der Größe der Ausgangskugel stimmt. (4 P)

    3. Bevor die lackierten Glaskugeln verpackt werden, durchlaufen sie eine Qualitätskontrolle. Zuerst wird die Form, danach die Lackierung auf Fehler kontrolliert. Alle Glaskugeln mit einem Fehler werden direkt aussortiert. Das Baumdiagramm zeigt die Anteile. Die Anteile werden im Folgenden als Wahrscheinlichkeiten gedeutet. (2 P)

      Bild

      Ergänze die drei fehlenden Angaben im Baumdiagramm.

    4. Begründe, warum der untere Ast des Baumdiagramms nicht fortgeführt ist. (2 P)

    5. Insgesamt werden 2000 Glaskugeln kontrolliert.

      Berechne, wie viele fehlerfreie Glaskugeln zu erwarten sind. (3 P)

    6. Bei einer weiteren Kontrolle werden 3000 Kugeln überprüft. 261 Kugeln sind fehlerhaft.

      Bestimme, um wie viel Prozent die tatsächliche Anzahl von der erwarteten Anzahl abweicht. (3 P)

  2. 2

    Aufgabe 2: Blobbing

    Abbildung 1: Ablauf eines Blobbingsprunges als überlagerte Aufnahme

    Abbildung 1: Ablauf eines Blobbingsprunges als überlagerte Aufnahme

    Blobbing ist eine Wassersportart im Freien (Abbildung 1).

    Eine vereinfachte Darstellung des Ablaufs ist in Abbildung 2 dargestellt. Beim Blobbing liegt ein mit Luft gefülltes Kissen im Wasser.

    (1) Der Jumper springt vom Turm auf das Luftkissen.

    (2) Auf der anderen Seite des Kissens ist der Blobber. Durch den Sprung befördert der Jumper den Blobber in die Luft.

    Abbildung 1: Ablauf eines BlobbingSprunges als überlagerte Aufnahme

    (3) Der Blobber wird in die Luft geschleudert und landet dann im Wasser.

    Abbildung 2: Vereinfachte Darstellung des Blobbing-Ablaufs (nicht maßstabsgetreu)

    Abbildung 2: Vereinfachte Darstellung des Blobbing-Ablaufs (nicht maßstabsgetreu)

    Der Jumper kann zwischen verschiedenen Absprunghöhen wählen. Ein Sprung aus fünf Meter Höhe dauert ca. 1 Sekunde. Ein Sprung aus zehn Meter Höhe dauert ca. 1,42 Sekunden.

    Bild
    Tabelle 1: Sprungdauer in Abhängigkeit von der Absprunghöhe

    Tabelle 1: Sprungdauer in Abhängigkeit von der Absprunghöhe

    1. Skizziere zu den Werten aus Tabelle 1 den passenden Graphen in dem abgebildeten Koordinatensystem (Abbildung 3). (3 P)

    2. Überprüfe, ob es zwischen der Absprunghöhe und der Sprungdauer einen linearen Zusammenhang gibt. Notiere deinen Lösungsweg. (2 P)

    3. Abbildung 4: Flugbahn des Blobbers A

      Abbildung 4: Flugbahn des Blobbers A

      Abbildung 4 zeigt die Flugbahn eines Blobbers A.

      Begründe, dass sich die Funktion ff mit

      zur Modellierung der Flugbahn von Blobber A eignet. (3 P)

    4. Die Flugbahn von Blobber A kann somit durch die Funktion ff mit f(x)=0,2(x5)2+6f(x)=-0{,}2 \cdot(x-5)^{2}+6 beschrieben werden.

      Die Funktionsgleichung gg mit g(x)=0,2x2+2x+1g(x)=-0{,}2 \cdot x^{2}+2 x+1 beschreibt dieselbe Flugbahn.

      Zeige durch Termumformungen, dass die Funktionsgleichungen von ff und gg dieselbe Parabel beschreiben. (3 P)

    5. Berechne, wie weit Blobber A geflogen ist. (4 P)

    6. Die Flugbahn eines zweiten Blobbers B wird mit der Funktion hh mit h(x)=0,28x2+2,8x+1h(x)=-0{,}28 \cdot x^{2}+2{,}8 x+1 beschrieben.

      Nenne eine Gemeinsamkeit und einen Unterschied der Flugbahn des zweiten Blobbers B im Vergleich zur Flugbahn von Blobber A. (2 P)

    7. Die Blobbing-Anlage muss aus Sicherheitsgründen so beschaffen sein, dass eine Flughöhe von 15 m15 \mathrm{~m} nicht überschritten wird.

      Zeige rechnerisch, dass auch der zweite Blobber B diese Flughöhe nicht überschreitet. (2 P)

  3. 3

    Aufgabe 3: Muster

    Abbildung 1: Dreieck

    Abbildung 1: Dreieck D1D_{1}

    Jan möchte ein Muster aus rechtwinkligen gleichschenkligen Dreiecken konstruieren. Er beginnt mit dem Dreieck D1D_{1} (Abbildung 1).

    1. Zeige mit einer Rechnung, dass die Länge der Hypotenuse von Dreieck D1D_{1} ca. 4,243 cm4{,}243 \mathrm{~cm} beträgt. (3 P)

    2. Jan setzt das Muster mit den beiden weiteren Dreiecken D2D_{2} und D3D_{3} fort (Abbildung 2).

      Ergänze das Dreieck D4D4 zeichnerisch in Abbildung 2. Beschreibe, wie du vorgegangen bist. (4 P)

      Abbildung 2: Muster bis Dreieck  zu Teilaufgabe b) - d)

      Abbildung 2: Muster bis Dreieck D3D_{3} zu Teilaufgabe b) - d)

    3. Begründe, wie viele Dreiecke gezeichnet werden können, ohne dass sich diese überschneiden. (2 P)

    4. Zeige rechnerisch, dass der Flächeninhalt von Dreieck D2D_{2} doppelt so groß ist wie der Flächeninhalt von Dreieck D1D_{1}. (3 P)

    5. Jan berechnet weitere Flächeninhalte der Dreiecke in seinem Muster (Abbildung 3) und hält die Ergebnisse in einer Tabelle fest.

      Bild
      Abbildung 3: Muster bis Dreieck  verkleinert dargestellt

      Abbildung 3: Muster bis Dreieck D5D_{5} verkleinert dargestellt

      Begründe, dass kein Dreieck in dem Muster einen Flächeninhalt von genau 250 cm2250 \mathrm{~cm}^{2} hat. (2 P)

    6. Jan möchte das Muster aus Papier herstellen. Dazu schneidet er die einzelnen Dreiecke aus DIN-A4-Blättern ( 21 cm×21 \mathrm{~cm} \times 29,7 cm) aus. Jan behauptet: „Auch das Dreieck D8D_{8} kann ich aus einem einzigen DIN-A4-Blatt ausschneiden.“

      Entscheide begründet, ob Jans Behauptung zutrifft. (3 P)


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