Die Satellitenschüssel
AFB I–IIDer Querschnitt einer Satellitenschüssel ist eine Parabel. Im Koordinatensystem (Einheit dm) liegt ihr Scheitel im Ursprung, der Empfänger sitzt im Brennpunkt \(F(0\,|\,1{,}5)\).
- Geben Sie die Gleichung der Leitgeraden an.
- Weisen Sie nach, dass \(P(6\,|\,6)\) auf dem Querschnitt liegt.
- Stellen Sie die Funktionsgleichung des Querschnitts auf.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
\(l\colon y=-1{,}5\).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
\(\overline{PF}=\sqrt{6^2+4{,}5^2}=\sqrt{56{,}25}=7{,}5\); Abstand zu \(l\): \(6+1{,}5=7{,}5\). Beide gleich, also liegt \(P\) auf der Parabel.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
\(x^2=4\cdot1{,}5\cdot y=6y\), also \(y=\tfrac16x^2\). Probe: \(\tfrac16\cdot36=6\) ✓.
Scheinwerfer-Design
AFB II–IIIEin Designteam plant einen Autoscheinwerfer mit parabelförmigem Spiegel. Die Lampe muss im Brennpunkt sitzen, damit das Licht parallel austritt.
Entwurf A: \(y=\tfrac1{8}x^2\). Entwurf B: \(y=\tfrac12x^2\) (Einheit cm, Scheitel im Ursprung).
- Ermitteln Sie für beide Entwürfe die Lage des Brennpunkts.
- Vergleichen Sie die Form der beiden Spiegel.
- Beurteilen Sie, welcher Entwurf sich eher eignet, wenn die Lampe 1,5 cm Platz nach unten braucht.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
A: \(\tfrac1{4p}=\tfrac18\Rightarrow p=2\), \(F(0|2)\). B: \(\tfrac1{4p}=\tfrac12\Rightarrow p=0{,}5\), \(F(0|0{,}5)\).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
B ist enger (Faktor \(\tfrac12\) statt \(\tfrac18\)), sein Brennpunkt liegt nur \(0{,}5\,\mathrm{cm}\) über dem Scheitel. A ist flacher, \(F\) liegt \(2\,\mathrm{cm}\) hoch.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Bei B sitzt die Lampe nur \(0{,}5\,\mathrm{cm}\) über dem Spiegelboden — zu wenig Platz. A bietet \(2\,\mathrm{cm}\) und ist geeigneter. Andere Kriterien (Baugröße) können ergänzend genannt werden.
