MINT lernen

Probeklausur

Eine komplette Probeklausur mit 50 Punkten in 90 Minuten — mit Auswertung in Notenpunkten und Erwartungshorizont.

Punkte0 / 50
Notenpunkte—
Bearbeitet0 / 0
Bearbeitungszeit90 Minuten
AFB I

Wissen und Reproduzieren

20 Punkte
A1
Vektoren und Schrägbild
AFB I 5 Punkte

Gegeben sind \(A(1|2|0)\), \(B(3|{-1}|6)\) und die Schrägbild-Matrix \(M=\begin{pmatrix}-0{,}5&1&0\\-0{,}5&0&1\end{pmatrix}\).

a) Berechne \(|\overrightarrow{AB}|\). 2 P
LE
b) Bilde \(Q(2|3|5)\) mit \(M\) ab: \(Q^{\prime}=(u|v)\). 2 P
cm
cm
c) Welcher Vektor ist kollinear zu \(\overrightarrow{AB}\)? 1 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(\overrightarrow{AB}=(2|{-3}|6)\), \(\sqrt{4+9+36}=7\) (2 P) b) \(u=-1+3=2\), \(v=-1+5=4\) (2 P) c) \((-4|6|{-12})=-2\cdot\overrightarrow{AB}\) (1 P).

A2
Skalarprodukt und Winkel
AFB I 5 Punkte

Gegeben sind \(\vec a=(1|2|2)\) und \(\vec b=(0|4|3)\).

a) Berechne \(\vec a\cdot\vec b\). 1 P
b) Berechne den Winkel zwischen \(\vec a\) und \(\vec b\) auf eine Nachkommastelle. 2 P
°
c) Bestimme \(t\) so, dass \(\vec a\perp(t|1|{-2})\). 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(0+8+6=14\) (1 P) b) \(\cos\alpha=\tfrac{14}{3\cdot5}\approx0{,}933\Rightarrow\alpha\approx21{,}0^\circ\) (2 P) c) \(t+2-4=0\Rightarrow t=2\) (2 P).

A3
Koordinatenform
AFB I 5 Punkte

Die Ebene \(E\) geht durch \(P(2|0|1)\) und hat die Spannvektoren \(\vec u=(1|1|0)\) und \(\vec v=(0|1|2)\).

a) Bestimme einen Normalenvektor \(\vec n=(n_1|n_2|1)\). 2 P
b) Gib \(d\) in \(n_1x_1+n_2x_2+x_3=d\) an. 2 P
c) Gib die \(x_1\)-Koordinate des Spurpunkts \(S_1\) an. 1 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(n_1+n_2=0\), \(n_2+2=0\): \(\vec n=(2|{-2}|1)\) (2 P) b) \(d=4-0+1=5\), \(E\colon2x_1-2x_2+x_3=5\) (2 P) c) \(2x_1=5\Rightarrow S_1(2{,}5|0|0)\) (1 P).

A4
Gerade und Ebene
AFB I 5 Punkte

Gegeben sind \(E\colon x_1+x_2-x_3=1\) und \(g\colon\vec x=(1|2|4)+t\,(1|0|1)\).

a) Wie liegt \(g\) zu \(E\)? 2 P
b) Berechne den Abstand von \(g\) zu \(E\) auf zwei Nachkommastellen. 3 P
LE
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) Einsetzen: \((1+t)+2-(4+t)=-1\), also \(-1=1\) — Widerspruch, echt parallel (2 P) b) Stützpunkt in Hesse-Form: \(\dfrac{|1+2-4-1|}{\sqrt3}=\dfrac2{\sqrt3}\approx1{,}15\) (3 P).

AFB II

Zusammenhänge herstellen

20 Punkte
A5
Laserstrahl trifft Wand
AFB II 6 Punkte

Ein Laserstrahl verläuft entlang \(g\colon\vec x=(1|0|0)+t\,(1|2|2)\) und trifft die Wand \(E\colon 2x_1+x_2+2x_3=10\).

a) Bestimme den Parameter \(t\) des Auftreffpunkts. 2 P
b) Berechne den Winkel zwischen Strahl und Wand auf eine Nachkommastelle. 4 P
°
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(2(1+t)+2t+2\cdot2t=2+8t=10\Rightarrow t=1\), \(S(2|2|2)\) (2 P) b) \(\sin\varphi=\dfrac{|2+2+4|}{3\cdot3}=\dfrac89\Rightarrow\varphi\approx62{,}7^\circ\) (4 P; Kosinus statt Sinus höchstens 1 P).

A6
Zwei Dachflächen
AFB II 6 Punkte

Zwei Dachflächen liegen in \(E\colon x_1+2x_2+x_3=4\) und \(F\colon x_1-x_2+x_3=1\).

a) Alle Punkte der Schnittgeraden haben dieselbe \(x_2\)-Koordinate. Gib sie an. 2 P
b) Berechne den Schnittwinkel der Dachflächen. 2 P
°
c) Welche Punkte liegen auf der Schnittgeraden? (mehrere Antworten richtig) 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(E-F\): \(3x_2=3\Rightarrow x_2=1\); dann \(x_1+x_3=2\), \(s\colon\vec x=(0|1|2)+t\,(1|0|{-1})\) (2 P) b) \(\vec n_1\cdot\vec n_2=1-2+1=0\Rightarrow\varphi=90^\circ\) (2 P) c) \((2|1|0)\) mit \(t=2\), \((1|1|1)\) mit \(t=1\) (2 P).

A7
Drohne und Mastspitze
AFB II 8 Punkte

Eine Drohne fliegt entlang \(g\colon\vec x=(2|1|0)+t\,(1|2|2)\) (1 LE = 10 m). Eine Mastspitze befindet sich in \(Q(2|5|5)\).

a) Bestimme den Parameter \(t\) des Lotfußpunkts \(F\). 3 P
b) Berechne den kleinsten Abstand der Drohne zur Mastspitze in Metern (eine Nachkommastelle). 3 P
m
c) Spiegle \(Q\) an \(g\). Gib die \(x_1\)-Koordinate des Spiegelpunkts an. 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(\overrightarrow{QX_t}=(t\,|\,2t-4\,|\,2t-5)\), \(\overrightarrow{QX_t}\cdot\vec u=t+4t-8+4t-10=9t-18=0\Rightarrow t=2\), \(F(4|5|4)\) (3 P) b) \(\overrightarrow{QF}=(2|0|{-1})\), \(|\overrightarrow{QF}|=\sqrt5\approx2{,}236\) LE \(\approx22{,}4\) m (3 P) c) \(Q^{\prime}=2\vec f-\vec q=(6|5|3)\) (2 P).

AFB III

Verallgemeinern und Reflektieren

10 Punkte
A8
Zwei Flugbahnen
AFB III 6 Punkte

\(g\colon\vec x=r\,(1|0|1)\) und \(h\colon\vec x=(1|3|0)+s\,(0|1|1)\).

a) Wie liegen \(g\) und \(h\) zueinander? 2 P
b) Berechne den Abstand der Geraden auf zwei Nachkommastellen. 4 P
LE
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) Richtungen nicht kollinear; \(r=1\), \(0=3+s\Rightarrow s=-3\), dritte Zeile \(1=-3\) — Widerspruch: windschief (2 P) b) \(\vec n\perp(1|0|1),(0|1|1)\): \(\vec n=(1|1|{-1})\); \(d=\dfrac{|(1|3|0)\cdot(1|1|{-1})|}{\sqrt3}=\dfrac4{\sqrt3}\approx2{,}31\) (4 P).

A9
Eine Ebenenschar
AFB III 4 Punkte

Gegeben ist die Schar \(E_a\colon a\,x_1+2x_2+x_3=4\).

a) Für welches \(a\) steht \(E_a\) senkrecht auf \(F\colon x_1-x_2+2x_3=0\)? 2 P
b) Für welches \(a\) ist \(E_a\) parallel zur Geraden mit Richtungsvektor \((1|1|{-4})\)? 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) Normalen orthogonal: \(a-2+2=0\Rightarrow a=0\) (2 P) b) \(\vec u\cdot\vec n_a=a+2-4=0\Rightarrow a=2\); dann ist die Gerade parallel zu \(E_2\) oder liegt in \(E_2\) (2 P).

Ergebnis

Erreicht
0 / 50
Prozent
0 %
Notenpunkte
—
AufgabeThemaPunkte

Bewertung in Notenpunkten

PunkteNotenpunkteAnteil
48 – 50 P15ab 95 %
45 – 47 P14ab 90 %
43 – 44 P13ab 85 %
40 – 42 P12ab 80 %
38 – 39 P11ab 75 %
35 – 37 P10ab 70 %
33 – 34 P09ab 65 %
30 – 32 P08ab 60 %
28 – 29 P07ab 55 %
25 – 27 P06ab 50 %
23 – 24 P05ab 45 %
20 – 22 P04ab 40 %
17 – 19 P03ab 33 %
14 – 16 P02ab 27 %
10 – 13 P01ab 20 %
0 – 9 P00ab 0 %