BPE 7.2 Addition, Skalare Multiplikation, Betrag, Abstand, Strecke

1  Vektor  (5 min) 𝕋  𝕃

Der Vektor \(\vec{a}= \left(\begin{array}{c} a_1 \\ a_2 \end{array}\right)\) verläuft parallel zur zweiten Winkelhalbierenden.
Zusätzlich soll gelten: \(\left(\begin{array}{c} 3 \\ 1 \end{array}\right) + \vec{a} = \left(\begin{array}{c} 0,5 \\ d \end{array}\right)\).
Bestimme den Wert von d.

2  Vektoraddition  (5 min)

Gegeben sind die Punkte \(A(3|1|5)\), \(B(5|2|4)\) und \(C(8|7|1)\).
Berechne die Koordinaten von einem Punkt \(D(d_1|d_2|d_3)\), wobei gilt: \(\overrightarrow{AB}-\overrightarrow{CA}+\overrightarrow{BC}-\overrightarrow{DA}=\overrightarrow{o}\)

3  3D-Koordinatensystem  (k.A.)

In einem Koordinatensystem ist ein gerader Zylinder mit dem Radius 5 und der Höhe 10 gegeben, dessen Grundfläche in der \(x_1x_2\)-Ebene liegt. \( M(8|5|10)\) ist der Mittelpunkt der Deckfläche.

1. Weise nach, dass der Punkt \(P(5|1|0) \) auf dem Rand der Grundfläche des Zylinders liegt.
2. Unter allen Punkten auf dem Rand der Deckfläche hat der Punkt \( S \) den kleinsten Abstand von \( P \), der Punkt \( T \) den größten. Gib die Koordinaten von \( S \) an und bestimme die Koordinaten von \( T \).
     

4  Dreieck Koordinaten  (6 min)

Gegeben sind die Punkte \( A(5|0|a)\) und \(B(2|4|5)\). Der Koordinatenursprung wird mit \(O\) bezeichnet.

1. Bestimme denjenigen Wert von \( a\), für den \(A\) und \(B\) den Abstand 5 haben.
2. Ermittle denjenigen Wert von \( a\), für den das Dreieck \(OAB\) im Punkt \(B\) rechtwinklig ist.

5  Vektoraddition  (5 min)

Gegeben sind die Punkte \(A(3|1|5)\), \(B(5|2|4)\) und \(C(8|7|1)\).
Berechne die Koordinaten von einem Punkt \(D(d_1|d_2|d_3)\), wobei gilt: \(\overrightarrow{AB}-\overrightarrow{CA}+\overrightarrow{BC}-\overrightarrow{DA}=\overrightarrow{o}\)

6  Vektoren Sechseck  (k.A.) 𝕃

Im abgebildeten Sechseck \(ABCDEF\) sind jeweils zwei Seiten parallel zueinander.

a) Stelle die Vektoren \(\Vec{x} \) und \(\Vec{y} \) jeweils mithilfe der Eckpunkte des Sechsecks dar.

b) Stelle den Vektor \(\overrightarrow{FB} \) mithilfe der Vektoren \(\Vec{a}, \Vec{b}, \Vec{c}, \Vec{d}, \Vec{e} \) und \(\Vec{f} \) dar.
 
c) Der Punkt \(A\) hat in einem kartesischen Koordinatensystem die Koordinaten \(x_1 = 6, x_2 = 2 \) und \(x_3=-4\) Der Mittelpunkt der Strecke \(\overline{AB} \) wird mit \(M \) bezeichnet. Der Punkt \(K(2|0|8)\) ist der Mittelpunkt der Strecke \( \overline{AM} \). Ermittle die Koordinaten von \(B\).

7  Nachweis Dreieck  (k.A.) 𝕋  𝕃

In einem kartesischen Koordinatensystem sind die Punkte \(A(1|2|5)\), \(B(2|7|8)\) und \(C(-3|2|4)\) gegeben.

1. Weise nach, dass \(A, B\) und \(C\) Eckpunkte eines Dreiecks sind.
2. Für jede reelle Zahl \(a\) ist ein Punkt \( D_a(a|2+a\sqrt{2}|5+\sqrt{2}) \) gegeben. Bestimme alle Werte von \(a\), für die die Strecke von \( A\) nach \(D_a\) die Länge 2 hat.