← zurück zur Themenseite Teste dich selbst · A4 · Bereit zum Drucken
Mathe begreifbar · Schwerpunktfach · Vektorbegriff und Komponenten

Teste dich selbst

📘 Anleitung

12 Aufgaben mit ansteigendem Schwierigkeitsgrad. Bearbeite alle Aufgaben in einem Zug, ohne in die Lösungen zu schauen — diese stehen am Ende. Hilfsmittel: nur Formelsammlung Promath. Zeitvorgabe: ca. 45 Minuten.

Grundlagen & Verständnis
△ 1 Begriffe vervollständigen

Vervollständige die Aussage und schreibe in die Lücken:

Ein Vektor hat und ,
aber keinen festen Ort. Der Gegenvektor \( -\vec{a} \) ist gleich lang,
aber gerichtet.
△ 2 Skalar oder Vektor?

Entscheide: (a) Temperatur   (b) Windgeschwindigkeit   (c) Masse   (d) Kraft

△ 3 Komponenten ablesen

Ein Pfeil führt von \( A(1 \mid 3) \) nach \( B(4 \mid 1) \). Gib den Vektor \( \vec{AB} \) an.

Operationen
△ 4 Komponentenweise rechnen

\( \vec{a} = \binom{3}{1} \), \( \vec{b} = \binom{1}{2} \). Berechne \( \vec{a} + \vec{b} \), \( \vec{a} - \vec{b} \) und \( 2\vec{a} \).

△ 5 Beträge

Berechne \( \left|\binom{3}{4}\right| \) und \( \left|\begin{pmatrix} 2 \\ -1 \\ 2 \end{pmatrix}\right| \).

△ 6 Kollinear?

Sind \( \binom{2}{3} \) und \( \binom{6}{9} \) kollinear? Und \( \binom{2}{3} \) und \( \binom{6}{8} \)?

Polarform und Einheitsvektor
△ 7 Polar → kartesisch

\( r = 6 \), \( \varphi = 30° \). Berechne die Komponenten.

△ 8 Kartesisch → polar

Gib \( \binom{3}{4} \) in Polarform an.

△ 9 Quadranten-Falle

Bestimme die Polarform von \( \binom{-2}{2} \) — Vorsicht beim Winkel!

Zerlegung und Punkte
△ 10 Normieren

Bestimme den Einheitsvektor zu \( \binom{3}{4} \).

△ 11 Linearkombination

Zerlege \( \vec{c} = \binom{5}{1} \) in die Richtungen \( \binom{2}{1} \) und \( \binom{1}{-1} \).

△ 12 Mittelpunkt im Raum

Berechne den Mittelpunkt der Strecke von \( A(1 \mid 2 \mid 3) \) nach \( B(5 \mid 0 \mid 1) \).

Lösungen

✓ Lösung 1

Länge (Betrag) und Richtung; entgegengesetzt.

✓ Lösung 2

(a) Skalar · (b) Vektor · (c) Skalar · (d) Vektor.

✓ Lösung 3

\( \vec{AB} = \binom{4-1}{1-3} = \binom{3}{-2} \).

✓ Lösung 4

\( \binom{4}{3} \), \( \binom{2}{-1} \), \( \binom{6}{2} \).

✓ Lösung 5

\( \sqrt{9+16} = 5 \) und \( \sqrt{4+1+4} = 3 \).

✓ Lösung 6

\( \binom{6}{9} = 3\binom{2}{3} \) — kollinear. \( \binom{6}{8} \): Faktor wäre 3 bzw. \( \tfrac{8}{3} \) — nicht kollinear.

✓ Lösung 7

\( a_1 = 6\cos 30° \approx 5.20 \), \( a_2 = 6\sin 30° = 3 \).

✓ Lösung 8

\( r = 5 \), \( \varphi = \arctan\tfrac{4}{3} \approx 53.1° \).

✓ Lösung 9

\( r = 2\sqrt{2} \approx 2.83 \); Rechner: \( \arctan(-1) = -45° \), aber 2. Quadrant: \( \varphi = 135° \).

✓ Lösung 10

\( |\vec{a}| = 5 \Rightarrow \vec{e}_a = \binom{0.6}{0.8} \).

✓ Lösung 11

\( 2s + t = 5 \), \( s - t = 1 \Rightarrow s = 2 \), \( t = 1 \).

✓ Lösung 12

\( M(3 \mid 1 \mid 2) \) — Mittelwert der Ortsvektoren.