MK 1.7.2016 B6_12T_B2_CAS_MK_Loes.xmcd

Abschlussprüfung an Fachoberschulen in Bayern Mathematik mit CAS 2016 Geometrie B2 Ausbildungsrichtung Technik

1.0 Ein Meeresgebiet ist festgelegt durch die Koordinaten eines ruhenden Forschungsschiffes

F( 6000| 1000| 0), den Fußpunkt eines Leuchtturms L( 200| 5000| 0) sowie eines zunächst an der

Wasseroberfläche fahrenden Unterseeboots mit Uk( 40-2k| -20| 0) mit k R. Die angegebenen

Koordinaten stellen Punkte in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem dar. Seegang,

Drift und Wind sowie die Erdkrümmung bleiben bei den Berechnungen unberücksichtigt.

Die Koordinaten sind alle in Metern angegeben, auf das Mitführen der Einheit Meter kann bei den

Berechnungen verzichtet werden.

7

1.1 Zeigen Sie, dass sich das U-Boot geradlinig auf der Wasseroberfläche bewegt, und berechnen Sie

den minimalen Abstand des U-Bootes vom Forschungsschiff.

Das ist eine Geradengleichung.

1BE

Die x3-Koordinate des U-Boots ist konstant 0, also taucht es nicht.

1BE

Hilfsebene:

1BE

einsetzen,

auflösen:

CAS

auflösen

1+1BE

CAS

=

1BE

CAS

=

Meter

1BE

7BE

1.2.0 Für die folgenden Aufgaben gilt k=10, somit U10( 20| -20| 0).

7

1.2.1 Untersuchen Sie, ob sich ein Blauwal an der Position B( 1587| 2243| 0) außerhalb des von den

Punkten F, L und U10 begrenzten Seegebiets aufhält. Berechnen Sie, welchem der drei Punkte der

Blauwal am nächsten liegt.

=

0.5BE

=

0.5BE

CAS

auflösen

2+1BE

Strecke [BC]:

mit μ = [ 0; 1]

Da und und schwimmt der BW innerhalb der Begrenzung.

1BE

Punkt S auf Strecke:

3x0.5BE

Der Blauwahl ist dem U-Boot am nächsten

0.5BE

4

1.2.2 Funksignale werden zwischen Forschungsschiff F, der Spitze des Leuchtturms S( 200| 5000| 50) und

dem Unterseeboot ausgetauscht.

Die Punkte F, S und U10 liegen in einer Ebene E. Bestimmen Sie je eine Gleichung der Ebene E in

Parameter- und Koordinatenform.

[ Mögliches Teilergebnis: E: ]

lin. unabhängig

=

0.5BE

E:

1BE

CAS

=

1BE

1BE

E:

0.5BE

4

1.2.3 Bestimmen Sie die Koordinaten aller Punkte, die sowohl in der Wasseroberfläche als auch in der

Ebene E aus 1.2.2 liegen.

Oberfläche:

in E:

1BE

in E:

=>

1BE

=>

Schnittgerade s:

1BE

POE( | | )

1BE

Nicht unbedingt als Punkt!

22BE

Alternativ: Die gesuchten Punkte liegen auf der Geraden durch F und U10. Die kann man dann aus der

Ebenengleichung (Parameterform) aus 1.2.2 extrahieren.

s*:

1.3.0 Von der Position taucht das U-Boot geradlinig in Richtung bis in eine Wassertiefe

von 200 Metern zum Tauchpunkt T ab.

5

1.3.1 Berechnen Sie die Koordinaten des Tauchpunktes T und die beim Tauchvorgang zurückgelegte

Strecke. Runden Sie auf ganze Meter.

Tauchgerade h:

1BE

=>

1BE

CAS

=

1BE

CAS

=

CAS

=

Meter

2BE

3

1.3.2 Laut Herstellervorgaben darf das Tauchboot beim Tauchvorgang einen maximalen Tauchwinkel von

16 Grad gegenüber der Horizontalen nicht überschreiten. Prüfen Sie das Einhalten der Vorgaben

durch Berechnung.

CAS

auflösen

1+1BE

Der Kapitän muss Strafe zahlen!

1BE

__

30

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