Aufgabe 1464
Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung Mathematik
Quelle: AHS Matura vom 15. Jänner 2016 - Teil-1-Aufgaben - 6. Aufgabe
Angabe mit freundlicher Genehmigung vom Bundesministerium für Bildung; Lösungsweg: Maths2Mind
Standseilbahn Salzburg
Die Festungsbahn Salzburg ist eine Standseilbahn in der Stadt Salzburg mit konstanter Steigung. Die Bahn auf den dortigen Festungsberg ist die älteste in Betrieb befindliche Seilbahn dieser Art in Osterreich. Die Standseilbahn legt eine Wegstrecke von 198,5 m zurück und überwindet dabei einen Höhenunterschied von 96,6 m.
Anmerkung: Die Original-Angabe enthält ein Foto von der Standseilbahn in Salzburg, auf dem man erkennen kann, dass die Bahn in einem Winkel gegen die Waagrechte zur Burg hinauf fährt. Wir ersetzen dieses Foto aus Urheberrechtsgründen durch folgende Skizze, wodurch das Beispiel aber vereinfacht wird:
Aufgabenstellung
Berechnen Sie den Winkel α, unter dem die Gleise der Bahn gegen die Horizontale geneigt sind!
Lösungsweg
Wir können uns hierbei ein rechtwinkeliges Dreieck gemäß der in der Angabe enthaltenen Skizze vorstellen, mit den Längen:
- Tatsächliche Wegstrecke (Hypotenuse),
- Höhenunterschied (Gegenkathete)
- horizontale Basislänge (Ankathete)
Nachdem wir in diesem Dreieck die Gegenkathete und die Hypotenuse gegeben haben, verwenden wir die Sinusfunktion, um den Winkel α zu berechnen.
\(\sin \left( \alpha \right) = \dfrac{{{\text{Gegenkathete}}}}{{{\text{Hypotenuse}}}}\)
\(\sin \left( \alpha \right) = \dfrac{{96,6}}{{198,5}} \Rightarrow \alpha \approx 29,12^\circ \)bzw.: \(\alpha = \arcsin \left( {\dfrac{{96,6}}{{198,5}}} \right) \approx 29,12^\circ \)
Ergebnis
Die richtige Lösung lautet:
\(\alpha \approx 29,12^\circ \)
Toleranzintervall: [29°; 30°]
Lösungsschlüssel:
Ein Punkt für die richtige Lösung, wobei die Einheit Grad nicht angeführt sein muss. Eine korrekte Angabe in einer anderen Einheit ist ebenfalls als richtig zu werten.