B3
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Aufgabe 1
In einem kartesischen Koordinatensystem sind die Punkte , und sowie der Punkt gegeben.
Abbildung
Der in der Abbildung dargestellte Körper ist ein dreieckiges Prisma.
Geben Sie die Koordinaten des Punktes an. (1 P)
Für ist der Punkt gegeben.
Zeigen Sie, dass das Dreieck für jedes im Punkt rechtwinklig ist. (3 P)
Der Punkt soll die Strecke im Verhältnis teilen.
Geben Sie ein so an, dass diese Bedingung erfüllt. (1 P)
Für gilt .
Berechnen Sie den Flächeninhalt des Dreiecks und das Volumen des Prismas . (3 P)
Zur Kontrolle: .
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Aufgabe 2
Die Aufgabe 2 ist eine Fortsetzung der Aufgabe 1.
In einem kartesischen Koordinatensystem sind die Punkte , und sowie der Punkt gegeben.
Weiterhin bekannt ist der Flächeninhalt des Dreiecks und das Volumen des Prismas aus Aufgabe 1:
Abbildung
Ein Architekturbüro plant den Neubau eines Wolkenkratzers, der durch den Körper mit den Eckpunkten modelliert wird, wobei im gewählten Koordinatensystem eine Längeneinheit einem Meter in der Realität entspricht.
Die Länge der Kante musste wegen der geltenden Bauvorschriften im Vergleich zur Länge der Kante um auf reduziert werden. Durch diese Reduzierung wird von dem Prisma eine Pyramide mit der Grundfläche abgeschnitten.
Berechnen Sie, um wie viel Prozent sich das Volumen des Gebäudes im Vergleich zum Volumen des Prismas verkleinert hat. (2 P)
Berechnen Sie den Winkel zwischen den Kanten und . (2 P)
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Aufgabe 3
Die Aufgabe 3 ist eine Fortsetzung der Aufgabe 1.
In einem kartesischen Koordinatensystem sind die Punkte , und sowie der Punkt gegeben.
Abbildung
Zeigen Sie, dass , eine Parametergleichung der Ebene ist, in der die Dachfläche liegt. (2 P)
Alle Punkte der dreieckigen Dachfläche sind gegeben durch
Ein Lufttaxi soll den Wolkenkratzer mit einem anderen Wolkenkratzer verbinden. Im letzten Teil des Fluges soll es auf einer Strecke fliegen, die vereinfachend als Teil der Geraden , modelliert werden kann.
Zeigen Sie rechnerisch, dass die Gerade einen Punkt der dreieckigen Dachfläche enthält. (4 P)
Ein weiteres Lufttaxi erreicht im Punkt die Dachfläche, nachdem es auf einer Strecke in Richtung geflogen ist.
Ermitteln Sie den Startpunkt dieser geradlinigen Flugstrecke. (2 P)
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