MK 1.11.2014 B5_12T_NB_CAS_MK_Loes.xmcd

Abschlussprüfung an Fachoberschulen in Bayern NACHTERMIN

Mathematik mit CAS 2015 Geometrie Ausbildungsrichtung Technik

BE

1.0 Ein an den Seiten offener Pavillon aus Holz

hat die Form eines Quaders, dem eine

gleichseitige Pyramide ABCDS mit Spitze

S aufgesetzt ist (siehe Abbildung).

Der Pavillon steht auf einer Wiese, die in

der x1x2-Ebene liegt.

Seine Grundfläche ist das Quadrat OQRT

mit der Seitenlänge 3m.

Hierbei liegen Q auf der x1-Achse und T auf

der x2-Achse.

Die Kante [OD] des Pavillons verläuft

entlang der x3-Achse und ist 2m lang.

Die Spitze S liegt 3m über der Wiese.

Für die Berechnungen wird ein

kartesisches Koordinatensystem des R3

verwendet.

ga:

mit l, a R gegeben. Die Geraden ga liegen alle in einer Ebene E.

Alle Koordinaten sind in Meter angegeben. Auf das Mitführen der Einheiten kann bei den Berechnungen

verzichtet werden. Runden Sie gegebenenfalls Ergebnisse auf zwei Nachkommastellen.

5

1.1 Die Dachfläche BCS liegt in der Ebene E. Geben Sie die Koordinaten der Punkte B, C und S an,

stellen Sie eine Gleichung der Ebene E in Koordinatenform auf und geben Sie die besondere Lage

von E im Koordinatensystem an.

[ Mögliches Teilergebnis: E: ]

B( 3| 3| 2)

C( 0| 3| 2)

S( 1,5| 1,5| 3)

je 0.5BE

CAS

=

CAS

=

CAS

=

je 0.5BE

1BE

CAS

=

0.5BE

E:

0.5BE

parallel zur x1-Achse

0.5BE

5

1.2 Die beiden Dachflächen BCS und ABS schließen einen stumpfen Winkel α miteinander ein.

Berechnen Sie diesen Winkel α. Runden Sie das Ergebnis auf zwei Nachkommastellen.

CAS

=

CAS

=

A( 3| 0| 2)

je 0.5BE

1BE

CAS

auflösen

1+1BE

=>

1BE

10BE

1.3.0 Auf der Spitze S des Daches wird parallel zur x3-Achse eine 1m lange Fahnenstange befestigt. Ihr

oberes Ende wird mit F bezeichnet. Im Punkt P0( 1,5| 4| 0) steht ein 1m langer Pfosten senkrecht auf

der Wiese. Am oberen Ende P1 des Pfostens wird ein Seil zum Punkt F der Fahnenstange gespannt.

Der Verlauf des Seils soll als geradlinig angenommen werden, die Dicke des Seils wird bei den

Rechnungen vernachlässigt.

4

1.3.1 Zeigen Sie rechnerisch, dass das Seil nicht auf der Dachkante [BC] aufliegt.

M( 1,5| 1,5| 3)

OP1( 1,5| 4| 1)

je 0.5BE

CAS

:=

Seil:

1BE

CAS

auflösen

1BE

=>

20cm über [BC]

1BE

4

1.3.2 Berechnen Sie, wie weit (in m) man den Pfosten maximal in den Boden schlagen könnte, ohne

dass das Seil auf der Dachkante [BC] aufliegt.

CAS

:=

Seil:

1BE

CAS

auflösen

1BE

=>

maximal

, maximale Einschlagtiefe 0.33m

1+1BE

Alternativ

Strahlensatz:

18BE

8

1.4 Die Feuerstelle eines Grills befindet sich im Punkt G( 1,5| 2| 1). Der Pavillon soll mit Zeltwänden

verschlossen werden. Untersuchen Sie, ob der erforderliche Mindestabstand von 1,2 m von der Feuerstelle

zum Dach eingehalten wird. Prüfen Sie außerdem, ob der erforderliche Mindestabstand von 1,2 m

von der Feuerstelle zu der nächstgelegenen Seitenfläche eingehalten wird.

In Frage kommt die Seitenfläche RTCB sowie die Dachfläche BCS.

1+1BE

CAS

:=

Dachfläche BCS:

Lotgerade:

1BE

CAS

auflösen

Lotgerade schneidet E:

1+1BE

1BE

CAS

=

CAS

=

Schnittpunkt:

1BE

Abstand:

> 1.2

Sicherheitsabstand eingehalten

Abstand zur Seitenfläche:

Meter, also wird der Sicherheitsabstand unterschritten.

1BE

4

1.5 Um die Dachfläche ABS zu verstärken, wird ausgehend von B eine Strebe eingesetzt, die die Dachkante

[AS] im Punkt U [AS] senkrecht abstützt. Berechnen Sie die Koordinaten des Punktes U.

CAS

:=

Gerade durch AS:

1BE

CAS

auflösen

Lot von B auf die Gerade:

1+1BE

U:

1BE

__

30

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