Analytische Geometrie im Zweidimensionalen Maturavorbereitung (M) Vektorrechnung 1 Schlagwörter Vektoren, Ortsvektoren Mittelpunkt von Strecken, Schwerpunkt von Dreiecken Höhenschnittpunkt, Umkreismittelpunkt …. von Dreiecken Addition und Subtraktion von Vektoren (rechnerisch und graphisch) Spitze-Minus-Schaft-Regel Vektorvervielfachung, Länge eines Vektors Normalvektoren Skalarprodukt von Vektoren Parameterdarstellung von Geraden (vs. Hauptform) Paralleliät und Orthogonalität Gegenseitige Lage von Geraden (Schneiden von Geraden) Winkel- und Flächenberechnungen Übungsaufgaben 1. Von einem Parallelogramm ABCD kennt man die Eckpunkte A, B und den Diagonalschnittpunkt M. Berechne die Eckpunkte C und D! A(-6/-4) B(0/-2) M(-3/0) ( Lsg. C(0/4) D(-6/2)) 2. Der Schwerpunkt eines Dreiecks teilt die Schwerlinien (Verbindungslinien der Eckpunkte zum Mittelpunkt der gegenüberliegenden Seite) im Verhältnis 1:2! Berechne den Schwerpunkt des Dreiecks ABC! A(-4/-1) B(5/-1) C(2/8) (Lsg. S(1/2)) 3. Von einem Dreieck ABC kennt man zwei Eckpunkte und den Schwerpunkt S. Berechne den dritten Eckpunkt! B(4/-3) C(3/3) S(2/1) (Lsg. A(-1/3)) 4. A(-2/4) B(4/16) Bestimme den Punkt T, der die Strecke AB im Verhältnis a) 2:1 b) 1:2 c) 3:5 d) 7:2 e) 11:19 teilt! (Lsg. a) T(2/12), b) T(0/8), c) T(0,25/8,5), d) T(2,667/13,334), e) T(0,2/8,4)) 5. Gib eine Parameterdarstellung der Geraden h an, die zur Geraden g parallel ist und durch den Punkt R geht. 2 1 g: X t R(5/6) 2 1 6. Gib die Parameterdarstellung und die Hauptform der Symmetrale der Strecke AB an. 5 1 (a)A(3/1), B(7/5) (Lsg. X t ; y=-x+8) 3 1 1 8 5 3 ; y= x ) (b)A(-4/-6), B(6/2) (Lsg. X t 4 4 2 10 Analytische Geometrie im Zweidimensionalen Maturavorbereitung (M) Vektorrechnung 1 7. Gib Hauptform und Parameterform einer zu g orthogonalen Geraden an, die durch den Punkt A geht. 2 1 2 1 (a) g: X t A(-2/4) (Lsg. X t ; y=x+6) 0 1 4 1 4 1 4 0 (b) g: X t A(-4/-4) (Lsg. X t ; y=-4) 9 0 4 1 8. Bestimme die gegenseitige Lage der Geraden g und h. Bestimme gegebenenfalls den Schnittpunkt. 1 3 7 3 (a) g: X t h: X u (Lsg. parallel, kein S) 2 2 6 2 1 4 0 1 (b) g: X t h: X u (Lsg. allg. Lage, S(1/1)) 1 1 0 1 9. Berechne den Schnittpunkt der Diagonalen des Vierecks ABCD. A(-3/1), B(5/-1), C(6/4), D(-10/8) (Lsg. S(0/2)) 10. Gib die Punkte an, die auf der Geraden g liegen und von dem auf g gelegenen Punkt P den Abstand 2 haben. 0 3 (a) g: X t P(6/y) (Lsg. X1(7,2/10,6) X2(4,8/7,4)) 1 4 1 12 (b) g: X t P(x/5) (Lsg. X1(-2,2/6,6) X2(0,2/3,4)) 5 16 11. Im Deltoid ABCD mit A(1/1) und D(d/1) hat die Diagonale e die Länge 6 5 . Der Diagonalenschnittpunkt E lautet (5/-1). Ermittle die Koordinaten der Eckpunkte B, C und D. (Lsg. B(4-3) C(13/-5) D(6/1)) 12. Von einem Deltoid ABCD mit der Symmetriediagonalen AC kennt man A(-5/2), B(3/-4) und C(7/-2). Bestimme die Koordinaten von D. Welcher Punkt der Strecke BC hat von B den Abstand 2? (Lsg. D(5/2) X(4,8/-3,1)) 13. Bestimme Parameterdarstellungen jener Geraden, die von der Geraden g den Abstand s haben. 1 3 0,6 3 (a) g: X t s=2 (Lsg. X t ) 7 4 8,2 4 1 2 0 2 (b) g: X t s= 5 (Lsg. X t ) 7 1 9 1 Analytische Geometrie im Zweidimensionalen Maturavorbereitung (M) Vektorrechnung 1 14. Gib die Parameterdarstellungen der drei Geraden an, auf denen die Höhen des Dreiecks ABC liegen und ermittle die Koordinaten des Höhenschnittpunkts. (a) A(0/2), B(8/6), C(3/6) (Lsg. H(0/12)) (b) A(-10/5), B(17/14), C(14/-17) (Lsg. H(7,22/3,33)) 15. Gib die Parameterdarstellungen der Seitensymmetralen des Dreiecks ABC an und ermittle die Koordinaten des Umkreismittelpunkts. (a) A(2/1), B(5/2), C(4/5) (Lsg. U(3/3)) (b) A(1/0), B(4/1), C(3/4) (Lsg. U(2/2)) 16. Ermittle Parameterdarstellungen der Winkelsymmetralen des Dreiecks ABC und die Koordinaten des Inkreismittelpunkts des Dreiecks. (a) A(-4/-1), B(20/-1), C(8/8) (Lsg. I(8/3)) (b) A(17/14), B(14/-17), C(-10/5) (Lsg. I(6,9/1,5) 17. Von einem Parallelogramm kennt man die Eckpunkte A(-5/6), B(0/-6) und C(3/-2). Berechne den 4. Eckpunkt D, den Schnittpunkt der Diagonalen und deren Länge. Der Punkt P liegt auf der Seite AD und teilt diese im Verhältnis 4:5. Berechne die Koordinaten von P. (Lsg. D(-2/10); S(-1/2); e=11,31; f=16,12;P(-3,7/7,8)) 18. Gegeben ist das Dreieck A(-2/-3), B(13/2) und C(2/13). Berechnen den Höhenschnittpunkt H, der Umkreismittelpunkt und den Schwerpunkt. Zeige dass H, U und S auf einer Geraden (Euler´sche Gerade) liegen. 5 1 (Lsg. H(5/4); U(4/4); S(4,3/4); e: X t ) 4 0 19. Von einem gleichschenkeligen Dreieck kennt man A(-2/1), B(4/-1) und die Länge der Höhe hc mit 10 2 . Bestimme den Eckpunkt C und den Flächeninhalt des Dreiecks. (Lsg. C(5,47/13,42); A=44,72) 20. Die Basis AB eines gleichschenkeligen Dreiecks mit der Spitze C(4/10) hat die Länge 4 26 und liegt in der Geraden x+5y=2. Berechne A und B. (Lsg. A(-8/2); B(12/-2)) 21. Von einem Parallelogramm kennt man B(-2/2) und D(5/11). Die Seite a liegt auf g: 2x-y=-6 und ist 3 5 lang. Berechne A und C. (Lsg. A(1/8); C(2/5))