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Aufgabe:

Gegeben sei ein Quadrat ABCD in der Ebene. Auf der Seite CD sei P ein beliebiger Punkt. Mit
der Seite AP wird dann ein weiteres Quadrat q so gewählt, dass der Punkt B nicht im Inneren
und nicht auf dem Rand von q liegt. Der in q dem Eckpunkt A diagonal gegenüberliegende
Eckpunkt wird mit R bezeichnet.

blob.png

a) Man begründe, dass es für jeden Punkt P der Strecke CD genau ein Quadrat q gibt, das
die angegebenen Bedingungen erfüllt.
b) Man ermittle die Menge aller Punkte R, die auf die beschriebene Weise konstruiert
werden können.


Problem/Ansatz:

Das ist eine der Aufgaben der diesjährigen Matheolympiade (Klasse 11- 12). Ich möchte deshalb keinen Lösungen als Antwort bekommen. Es handelt sich lediglich um eine Verständnisfrage.

Zu a): Ich verstehe den Sinn dieser Aufgabenstellung nicht. Es gibt für jede Strecke AP genau zwei verschiedene Quadrate: Eins, wo zwei der anderen Seiten von q "links" an AP "angehängt" werden und eins, wo sie "rechts angehängt" werden. Verstehe ich die Aufgabenstellung falsch, oder ist das wirklich alles was bewiesen werden muss?

Zu b): Was ist mit Menge aller Punkte R gemeint? Soll ich das irgendwie beschreiben oder muss ich die Skizze auf ein Koordinatensystem legen und die Menge der Punkte R mit x und y angeben?
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Vielen Dankf für Eure Antworten im Voraus!

Avatar vor von

2 Antworten

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Beste Antwort

Zur Lösung der Aufgabe gehört nicht nur eine Rechnung, sondern auch das Verstehen der Aufgabenstellung.

Für beide Aufgabenteile hilft es einige (nicht zu wenige) Beispiele zu skizzieren. Dazu Aufgabentext genau lesen (zu a)) und zu b) nicht Gedanken über die Darstellung einer Lösung zu machen, die Du noch gar nicht hast.

Avatar vor von 9,1 k

Danke für Deine Antwort.

Hier etwas allgemeiner:
Gibt es eine Möglichkeit, die Menge aller Punkte XX anders als mit einem Koordinatensystem anzugeben?

Zu letzterem: Vermutlich ja, vielleicht eine geometrische Beschreibung. Wie gesagt, logischerweise kommt das erst nachdem Du gefunden hast, wo die P's liegen.

Ok, danke für deine Antwort. Ich habe jetzt Aufgabenstellung a), wobei ich finde, die Aufgabenstellung hätte deutlich präziser ausgedrückt werden können.

wobei ich finde, die Aufgabenstellung hätte deutlich präziser ausgedrückt werden können.

Nein, sie ist präzise.

Die Herausforderung für dich besteht darin, dass du zeigen musst, dass bei der zweiten Lagevariante des Quadrates dieses leider immer den Punkt B enthält und somit eine Bedingung der Aufgabe verletzt.


Und bei b) für jede mögliche Lage von P gibt es eine andere Lage von R.

Eventuell ist der Ort aller Punkte R ein Kreisbogen oder eine Spirale oder eine Gerade oder eine Parabel...

Ich kann nur die Antwort von Nudger wiederholen:

Für beide Aufgabenteile hilft es einige (nicht zu wenige) Beispiele zu skizzieren.

Wenn du danach eine Vermutung erhalten hast, musst du diese allgemein beweisen.

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Um ein Verständnis für die Aufgabe zu bekommen, könnte es hilfreich sein, sich mehrere Lagen des Punktes P und sich die ergebenen Quadrate q zu zeichnen.

Wer selber nicht so gut und nicht so viel Zeichnen kann, kann auch probieren das in Geogebra zu modellieren.

Für welche Klassenstufe ist das?

Ich habe gerade spaßeshalber beide Aufgaben recht einfach mit der analytischen Geometrie gemacht. Dabei hätte man die für so ein zweidimensionales Problem nicht wirklich gebraucht.

Avatar vor von 486 k 🚀
Das ist eine der Aufgaben der diesjährigen Matheolympiade (Klasse 11- 12).

...

Ah Danke. Dann passt ja sogar mein Lösungsansatz mit der analytischen Geometrie, auch wenn die 11. Klasse dann etwas im Nachteil ist. Aber man kann es auch ohne machen.

Ein anderes Problem?

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