Wahlteil B

Aufgabe 1

a)
Im Rechteck \(ABCD\) liegt das Drachenviereck \(EGCF.\)
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(5 P)
b)
Die Parabeln \(p_1\) und \(p_2\) sind zwei nach oben geöffnete verschobene Normalparabeln.
Die Parabel \(p_1\) hat den Scheitelpunkt \(S_1(1 \mid 1).\)
Die Parabel \(p_2\) schneidet die \(x\)-Achse in den Punkten \(N_1(-6 \mid 0)\) und \(N_2(-2 \mid 0).\)
  • Bestimme die Funktionsgleichungen von \(p_1\) und \(p_2\).
Die Gerade \(g\) verläuft durch den Scheitelpunkt \(S_1\) und den Punkt \(A(2 \mid-1).\)
  • Berechne die Funktionsgleichung von \(g.\)
Der Punkt \(S_2\) ist der Scheitelpunkt der Parabel \(p_2.\)
  • Berechne die Entfernung zwischen \(S_1\) und \(S_2.\)
Milo behauptet: „Die Parabeln \(p_1\) und \(p_2\) sowie die Gerade \(g\) schneiden sich in einem gemeinsamen Punkt.“
  • Überprüfe diese Behauptung. Begründe deine Antwort rechnerisch.
(5 P)

Aufgabe 2

a)
Die Gerade \(g\) hat die Funktionsgleichung \(y=-x-3.\)
Sie schneidet die \(x\)-Achse im Punkt \(A\) und die \(y\)-Achse im Punkt \(B.\)
  • Bestimme die Koordinaten der Punkte \(A\) und \(B\).
Durch die Punkte \(A\) und \(B\) verläuft die nach oben geöffnete verschobene Normalparabel \(p.\)
  • Berechne die Funktionsgleichung der Parabel \(p\) und die Koordinaten ihres Scheitelpunktes \(S.\)
Die beiden Punkte \(P(x_P \mid 12)\) und \(Q(x_Q \mid 12)\) liegen auf der Parabel \(p.\)
Sie bilden zusammen mit dem Scheitelpunkt \(S\) das Dreieck \(PSQ.\)
  • Berechne den Flächeninhalt des Dreiecks \(PSQ.\)
(5 P)
b)
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Der Durchmesser \(d\) des zusammengesetzten Körpers ist genauso lang wie die Grundkante \(a\) der quadratischen Pyramide.
  • Berechne die Differenz der Oberflächeninhalte der beiden Körper.
(5 P)

Aufgabe 3

a)
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(5 P)
b)
Die Vorderseite einer Tennishalle hat annähernd die Form einer Parabel.
Sie lässt sich mit der Funktionsgleichung \(y=a x^2+c\) beschreiben.
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Die maximale Höhe der Halle beträgt \(12\,\text{m}.\) Die Halle hat am Boden eine Breite von \(40 \,\text{m}.\)
  • Gib eine mögliche Funktionsgleichung an.
In die Vorderseite der Tennishalle soll eine rechteckige Fensterfläche mittig eingebaut werden. Dazu werden zwei Vorschläge geprüft.
Vorschlag 1:
Die Fensterfläche soll eine Höhe von \(10 \,\text{m}\) haben.
Die beiden oberen Eckpunkte berühren den Parabelbogen (siehe Abbildung).
  • Berechne den Flächeninhalt dieser Fensterfläche.
Vorschlag 2:
Die Fensterfläche soll eine Breite von \(10\,\text{m}\) haben.
  • Berechne die größtmögliche Höhe dieser Fensterfläche.
  • Welche der beiden Fensterflächen ist größer? Berechne.
(5 P)