Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW M LK HT 4 Seite 1 von 9. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Mathematik, Leistungskurs

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Swen Ritter
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1 Seie von 9 Unerlagen für die Lehrkraf Abiurprüfung 9 Mahemaik, Leisungskurs. Aufgabenar Lineare Algebra/Geomerie ohne Alernaive. Aufgabensellung siehe Prüfungsaufgabe. Maerialgrundlage 4. Bezüge zu den Vorgaben 9. Inhalliche Schwerpunke Lineare Gleichungssyseme für n >, Marix-Vekor-Schreibweise, sysemaisches Lösungsverfahren für lineare Gleichungssyseme Lineare Abhängigkei von Vekoren, Parameerformen von Geraden und Ebenengleichungen Sandard-Skalarproduk mi den Anwendungen Orhogonaliä, Winkel und Länge von Vekoren Normalenformen von Ebenengleichungen, Lagebeziehungen von Geraden und Ebenen Absandsprobleme (Absand Punk Ebene). Medien/Maerialien enfäll 5. Zugelassene Hilfsmiel Wissenschaflicher Taschenrechner (ohne oder mi Grafikfähigkei) Mahemaische Formelsammlung Wörerbuch zur deuschen Rechschreibung

2 Seie von 9 6. Vorgaben für die Bewerung der Schülerleisungen 6. Modelllösungen Modelllösung a) 6 () Als Parameergleichung von E ergib sich: E : x = s n Der Ansaz n = n n und n = 6 n führ auf den Normalenvekor n = und dami enseh die Normalenform der Ebenengleichung zu E : x x = = 7 bzw. E : x + x =. () Zur Besimmung der Koordinaen des Punkes M* wird die Gleichung der Geraden g: x = 7 s,5 + in die Normalen- 5 5 x S M form von E eingesez: gin E : 7 s,5 + = 5 5 A D B M* C s =,6 Es ergib sich M*( 7). Zur Zeichnung von M, M* und der Verbindungslinie von M nach x M* vergleichen Sie die nebensehende Skizze. x

3 Seie von 9 Modelllösung b) () Die Ebene E wird in Koordinaenform angegeben. Die Pyramidenkane AS liefer den Normalenvekor AS = =. Einsezen der Koordinaen von C führ 7 6 auf die Gleichung: E : x = = + + = E : x x 6x 6 E : x + x + x =. + + = () Für den Absand d von B zu E ergib sich: 6 dbe (, ) = ( 4 ) 6,45(LE) 6 = = = Modelllösung c) () Die Koordinaen von F ergeben sich als Schnipunk der Dreiecksseien F F und F F bzw. der zugehörigen Geraden, wobei die Dreiecksseie F F (wegen der Gleich- schenkligkei des Dreiecks F F F ) parallel zur Pyramidenkane BC is: g : x = r SB r FF + = g : x = BC FF + = g = g r r und FF FF + = + = = 6 9 F ( 9)

4 Seie 4 von 9 Für den Innenwinkel ϕ zwischen den Dreiecksseien F F und F F gil: FF FF ϕ = = = = ϕ. FF FF cos( ) 48,9 () Die Gleichung einer Geraden durch die Dreiecksseie F F laue: g : x = FF FF + = Dazu is die Ebene E : x E : x = = durch den Punk G(,5 ) der Dachfläche BCS orhogonal. Die Koordinaen des Durchsoßpunkes H der Geraden g durch die Ebene E FF lassen sich durch Einsezen der Geradengleichung von FF die Ebenengleichung von E ermieln: + = = H( 9). 9 Der gesuche Absand d der Seie F F vom Punk G ergib sich als Enfernung der 5 d =,5 =,5 + =,8 (LE). 4 9 Punke H und G zu: ( ) g in Modelllösung d) Die Gerade k is parallel zur x -x -Ebene, da der Richungsvekor von k offensichlich komplanar zur x -x -Ebene is. Der Punk S* beweg sich also auf einer Geraden k parallel zur x -x -Ebene. Dami änder sich der Absand des Punkes S* von der x -x -Ebene nich, wenn S* sich irgendwo auf der Geraden k befinde. Da die Grundfläche der Pyramide in der x -x -Ebene lieg, änder sich der Absand des Punkes S* von der Grundfläche der Pyramide nich. Somi bleib die Höhe h der Pyramide ABCDS* unveränder für alle Punke S* auf der Geraden k. Also veränder sich auch das Volumen V = G h der Pyramide nich (bei immer gleicher Grundfläche G).

5 Seie 5 von 9 6. Teilleisungen Krierien Teilaufgabe a) berechne eine Gleichung der Ebene E in Normalenform. 8 (I) ermiel die Koordinaen des Punkes M*. 5 (II) zeichne die Punke M und M* und deren Verbindungslinie ein. (I) Der gewähle Lösungsansaz und -weg muss nich idenisch mi dem der Modelllösung sein. Sachlich richige Alernaiven werden an dieser Selle mi ensprechender bewere. Teilaufgabe b) ermiel eine Ebenengleichung für die Ebene E (mi bekannem Normalenvekor). 5 (II) berechne den Absand des Punkes B von der Ebene E. 4 (I) Der gewähle Lösungsansaz und -weg muss nich idenisch mi dem der Modelllösung sein. Sachlich richige Alernaiven werden an dieser Selle mi ensprechender bewere. Teilaufgabe c) besimm die Koordinaen des Punkes F. 7 (II) berechne den eingeschlossenen Innenwinkel. 4 (I) ermiel den Absand des Punkes G von der Dreiecksseie F F. 8 (III) Der gewähle Lösungsansaz und -weg muss nich idenisch mi dem der Modelllösung sein. Sachlich richige Alernaiven werden an dieser Selle mi ensprechender bewere. AFB = Anforderungsbereich

6 Seie 6 von 9 Teilaufgabe d) zeig, dass die Gerade k parallel zur x -x -Ebene lieg. (II) begründe, dass sich das Volumen der Pyramide nich änder. 5 (II) Der gewähle Lösungsansaz und -weg muss nich idenisch mi dem der Modelllösung sein. Sachlich richige Alernaiven werden an dieser Selle mi ensprechender bewere.

7 Seie 7 von 9 7. Bewerungsbogen zur Prüfungsarbei Name des Prüflings: Kursbezeichnung: Schule: Teilaufgabe a) berechne eine Gleichung 8 (I) ermiel die Koordinaen 5 (II) zeichne die Punke (I) sachlich richige Alernaiven: (5) Summe Teilaufgabe a) 5 EK ZK DK Teilaufgabe b) ermiel eine Ebenengleichung 5 (II) berechne den Absand 4 (I) sachlich richige Alernaiven: (9) Summe Teilaufgabe b) 9 EK ZK DK EK = Erskorrekur; ZK = Zweikorrekur; DK = Drikorrekur

8 Seie 8 von 9 Teilaufgabe c) besimm die Koordinaen 7 (II) berechne den eingeschlossenen 4 (I) ermiel den Absand 8 (III) sachlich richige Alernaiven: (9) Summe Teilaufgabe c) 9 EK ZK DK Teilaufgabe d) zeig, dass die (II) begründe, dass sich 5 (II) sachlich richige Alernaiven: (7) Summe Teilaufgabe d) 7 EK ZK DK Summe insgesam 5 Feslegung der Gesamnoe (Bie nur bei der lezen bearbeieen Aufgabe ausfüllen.) Überrag der Punksumme aus der ersen bearbeieen Aufgabe 5 Überrag der Punksumme aus der zweien bearbeieen Aufgabe 5 Überrag der Punksumme aus der drien bearbeieen Aufgabe 5 der gesamen Prüfungsleisung 5 aus der Punksumme resulierende Noe Noe ggf. uner Absenkung um ein bis zwei Noenpunke gemäß Abs. APO-GOS EK ZK DK Paraphe

9 Seie 9 von 9 ggf. arihmeisches Miel der Punksummen aus EK und ZK: ggf. arihmeisches Miel der Noenureile aus EK und ZK: Die Klausur wird abschließend mi der Noe: ( Punke) bewere. Unerschrif, Daum Grundsäze für die Bewerung (Noenfindung) Für die Zuordnung der Noensufen zu den en is folgende Tabelle zu verwenden: Noe Punke Erreiche sehr gu plus sehr gu sehr gu minus 4 8 gu plus 7 gu 9 gu minus 5 befriedigend plus befriedigend befriedigend minus ausreichend plus ausreichend ausreichend minus mangelhaf plus mangelhaf 48 4 mangelhaf minus 9 ungenügend 9

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