Lösungswege Mathematik Oberstufe 5, Schülerbuch

261 Geometrische Anwendungen von Vektoren > Finden von Normalvektoren 1145 Von einem Quadrat sind der Eckpunkt A = (2 1 ‒ 3) und der Mitte®punkt M = (1 1 ‒1) gegeben (Beschriftung gegen den Uhrzeigersinn). Bestimme die anderen Eckpunkte. Da ​ ​_ À AM ​und ​ ​_ À MC​durch den g®eichen Vektor repräsentiert werden, gi®t: C = M + ​ ​_ À AM ​= ​2 ​ 1 ‒ 1​ ​3 ​+ ​2 ​ ‒ 1 2 ​3 ​= (0 1 1) Um den Eckpunkt B zu bekommen, muss man den Vektor ​ ​_ À AM​nach rechts kippen und zu M addieren, wie die Abbi®dung zeigt. B = M + ​ ​_ À n​ ​ ​_ À AM​ ​ r ​= ​2 ​ 1 ‒ 1​ ​3 ​+ ​2 ​ 2 1 ​3 ​= (3 1 0) Den Eckpunkt D erhä®t man z.B. durch: D = A + ​ ​_ À BC ​= ​2 ​ 2 ‒ 3​ ​3 ​+ ​2 ​ ‒ 3 1 ​3 ​= (‒ 1 1 ‒ 2) 1146 Von einem Quadrat sind zwei Punkte gegeben (Beschriftung gegen den Uhrzeigersinn). Bestimme die Koordinaten der anderen Eckpunkte durch Rechnung. Gib auch den F®ächeninha®t und den Umfang des Quadrats an. a) A = (‒ 3 1 ‒ 4), B = (1 1 ‒ 2) c) A = (‒ 1 1 ‒ 4), D = (1 1 3) e) B = (‒ 2 1 5), D = (4 1 1) b) A = (‒ 4 1 ‒5),M = (‒1 1 1) d) C = (‒ 3 1 6), M = (1 1 1) f) B = (10 1 2), M = (6 1 5) 1147 Von einer Raute kennt man die beiden Eckpunkte A = (‒ 5 1 ‒ 4), und C = (‒ 2 1 ‒1), sowie die Länge der Diagona®e f = ​9 _ 2​. Berechne die anderen beiden Eckpunkte, sowie den F®ächeninha®t der Raute. Da die Diagona®en norma® aufeinander stehen, einander ha®bieren und man die Länge der Diagona®e f kennt, muss man den nach rechts gekippten Norma®vektor von ​ ​_ À AC​ berechnen, auf die Länge der ha®ben Diagona®e von f bringen und diesen zum Mitte®punkt der Raute addieren, um B zu erha®ten. ​ ​_ À AC​ = ​2 ​ 3 3 ​3 ​ w ​ ​_ À n​ ​ ​_ À AC​ ​ r ​= ​2 ​ 3 ‒ 3​ ​3​ MAC = ​ 1 _ 2 ​·(A + C) = (‒ 3,5 1 ‒ 2,5) Um den Norma®vektor auf die Länge der ha®ben Diagona®e f zu bringen, muss man den Einheitsvektor des Norma®vektors ausrechnen und diesen mit ​f _ 2 ​ = ​ ​9 _ 2 ​ _ 2 ​ mu®tip®izieren. ​| ​2 ​ ​_ À n​ ​ ​_ À AC​ ​ r 3 ​| ​= ​9 ____ 32 + 32 ​ = ​9 __ 18 ​ w ​2 ​ ​_ À n​ ​ ​_ À AC​ ​ r 3​ 0 ​= ​ 1 _ ​| ​2 ​ ​_ À n​ ​ ​_ À AC​ ​ r 3 ​|​ ​·​ ​_ À n​ ​ ​_ À AC​ ​ r ​= ​ 1 _ ​9 __ 18 ​ ​​2 ​ 3 ‒ 3​ ​3 ​ w ​ f _ 2 ​·​2 ​ ​_ À n​ ​ ​_ À AC​ ​ r 3​ 0 ​= ​​ 9_ 2 ​ _ 2 ·​ ​ 1 _ ​9 __ 18 ​ ​​2 ​ 3 ‒ 3​ ​3 ​= ​2 ​ 0,5 ‒ 0,5 ​3​ Den Eckpunkt B erhä®t man nun durch: B = M + ​f _ 2 ​·​2 ​ ​_ À n​ ​ ​_ À AC​ ​ r 3​ 0 ​= ​2 ​ ‒ 3,5 ‒ 2,5 ​3 ​+ ​2 ​ 0,5 ‒ 0,5 ​3 ​= (‒ 3 1 ‒ 3) Den feh®enden Eckpunkt D kann man auf verschiedene Arten ausrechnen, z.B. durch: D = A + ​ ​_ À BC ​= ​2 ​ ‒ 5 ‒ 4 ​3 ​+ ​2 ​ 1 2 ​3 ​= (‒ 4 1 ‒ 2) Den F®ächeninha®t erhä®t man durch A = ​e·f _ 2 ​. Aus e = ​| ​ ​_ À AC ​|​ fo®gt: e = ​| ​ ​_ À AC ​| ​= ​9 __ 18 ​ w A = ​​ 9__ 18 ​·​9 _ 2 ​ _ 2 ​= 3 FE 1148 Von einer Raute kennt man zwei Eckpunkte und die Länge einer Diagonale. Berechne die beiden anderen Eckpunkte sowie den Flächeninhalt der Raute. a) B = (2 | ‒ 2), D = (‒ 3 | 3), e = ​9 _ 2 ​ b) A = (1|‒2), C = (6|13), f = ​9 __ 18 ​ Muster x y 1 2 3 4 –3 –2 –1 1 –2 –3 –1 0 A D B C nAM r nAM r AM AM M Muster y x 1 –6 –5 –4 –3 –2 –1 –4 –3 –2 –1 0 e f M A B C D Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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