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Die Aufgabenstellung findest du hier zum Ausdrucken als PDF.

  1. 1

    Bild

    Das Trapez ABCDABCD mit [AB][DC]\left[AB\right]\parallel\left[DC\right] ist die Grundfläche des Prismas ABCDEFGHABCDEFGH mit der Höhe [AE][AE] (siehe Skizze).

    Es gilt: AB=5  cm\overline{AB}=5\;\text{cm}; AD=7  cm\overline{AD}=7\;\text{cm}; BAD=90\measuredangle{BAD}=90^\circ; DC=9  cm\overline{DC}=9\;\text{cm}; AE=7,5  cm\overline{AE}=7{,}5\;\text{cm}.

    Runden Sie im Folgenden auf zwei Stellen nach dem Komma.

    1. Zeichnen Sie das Schrägbild des Prismas ABCDEFGHABCDEFGH mit der Strecke [HC][HC], wobei [AC][AC] auf der Schrägbildachse und AA links von BB liegen soll.

      Für die Zeichnung gilt: q=12q= \frac{1}{2}; w=45w=45^\circ.

      Berechnen Sie sodann das Maß des Winkels DHCDHC und die Länge der Strecke [HC][HC].[Teilergebnis: DHC=50,19\measuredangle DHC= 50{,}19^\circ]

    2. Der Punkt KK liegt auf der Strecke [BF][BF]. Die Strecke [EK][EK] verläuft parallel zur Strecke [HC][HC]. Punkte PnP_n liegen auf der Strecke [EK][EK]. Die Winkel PnAEP_nAE haben das Maß φ\varphi mit φ  ]0;56,31]\varphi \in\;]0^\circ;56{,}31^\circ]

      Zeichnen Sie die Strecke [EK][EK] sowie das Dreieck AP1EAP_1E für φ=15\varphi=15^\circ in das Schrägbild zu Teilaufgabe a) ein.

    3. Zeigen Sie, dass für die Länge der Strecken [APn][AP_n] in Abhängigkeit von φ\varphi gilt: APn(φ)=5,76sin(φ+50,19°)  cm\overline{AP_n}(\varphi)=\dfrac{5{,}76}{\sin(\varphi+50{,}19\degree)}\;\text{cm}.

      Die Länge der Strecke [AP0][AP_0] ist minimal. Geben Sie den zugehörigen Wert für φ\varphi an.

    4. Für Punkte Qn[HC]Q_n \in [HC] gilt: EPn=HQn\overline{EP_n} = \overline{HQ_n}. Die Dreiecke APnEAP_nE sind die Grundflächen der Prismen APnEDQnHAP_nEDQ_nH.

      Zeichnen Sie das Prisma AP1EDQ1HAP_1EDQ_1H in das Schrägbild zu Teilaufgabe a) ein.

      Ermitteln Sie sodann durch Rechnung das Volumen der Prismen APnEDQnHAP_nEDQ_nH in Abhängigkeit von φ.\varphi .

      [  Ergebnis:V(φ)=151,2sinφsin(φ+50,19)  cm3]\left[\;\text{Ergebnis}: V(\varphi) = \dfrac{151{,}2 \cdot \sin \varphi}{\sin(\varphi+50{,}19^\circ)}\;\text{cm}³\right]

    5. Das Volumen des Prismas AP2EDQ2HAP_2EDQ_2H ist um 70  %70\;\% kleiner als das Volumen des Prismas ABCDEFGHABCDEFGH. Berechnen Sie den zugehörigen Wert für φ\varphi.

    6. Bestätigen Sie durch Rechnung die obere Intervallgrenze für φ.\varphi.

  2. 2

    Punkte Bn(xx+4,5)B_n(x|-x+4{,}5) liegen auf der Geraden gg mit der Gleichung y=x+4,5  (G=R×R)y=-x+4{,}5 \;(\mathbb{G}=\mathbb{R} \times \mathbb{R}). Für 1,5<x<141{,}5<x<14 sind sie zusammen mit Punkten A(12)A(-1|-2), CnC_n und DnD_n Eckpunkte von Drachenvierecken ABnCnDnAB_nC_nD_n. Die Punkte A und CnC_n liegen auf deren Symmetrieachse ss mit der Gleichung y=2x; (G=R×R)y= 2x;\ (\mathbb{G}=\mathbb{R} \times \mathbb{R}).

    Für die Diagonalenschnittpunkte MnM_n der Drachenvierecke ABnCnDnAB_nC_nD_n gilt:

    MnCn=0,5AMn\overline{M_nC_n} =0{,}5 \cdot \overline{AM_n}.

    Runden Sie im Folgenden auf zwei Stellen nach dem Komma.

    1. Zeichnen Sie die Geraden g g und ss sowie die Drachenvierecke AB1C1D1AB_1C_1D_1 für x=2,5x=2{,}5 und AB2C2D2AB_2C_2D_2 für x=6,5x=6{,}5 in ein Koordinatensystem.

      Für die Zeichnung: Längeneinheit 1  cm1\;\text{cm}; 6x7-6 \leq x \leq7 ; 4y8-4\leq y\leq 8

    2. Zeigen Sie, dass für die Koordinaten der Punkte DnD_n in Abhängigkeit von der Abszisse xx der Punkte BnB_n gilt:

    3. Bestimmen Sie rechnerisch die Gleichung des Trägergraphen tt der Punkte DnD_n.

    4. Im Drachenviereck AB3C3D3AB_3C_3D_3 liegt der Punkt D3D_3 auf der Winkelhalbierenden des 2. und 4. Quadranten.

      Bestimmen Sie rechnerisch die x-Koordinaten der Punkte B3B_3 und D3D_3

    5. Für das Drachenviereck AB4C4D4 AB_4C_4D_4 gilt: B4AC4=35\measuredangle{B_4AC_4} = 35^\circ.

      Berechnen Sie den zugehörigen Wert für xx.

    6. Für das Drachenviereck AB5C5D5AB_5C_5D_5 gilt: B5AD5=90\measuredangle{B_5AD_5} = 90 ^\circ.

      Begründen Sie, weshalb für den Flächeninhalt AA des Drachenvierecks AB5C5D5AB_5C_5D_5 gilt:

      A=1,5AM52A= 1{,}5 \cdot \overline{AM_5}^2.


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