Rike und Charly haben sich vorgenommen, als Alternative zur Trainingsstrecken-Aufgabe selbst eine übersichtliche und anwendungsnahe Abiaufgabe zu entwerfen. Geht das zum Thema Skilauf? Charly hat die Idee, kleinere Sprungschanzen, die manchmal zu Skiabfahrtpisten dazugehören, zu untersuchen. Vor allem die Landebahnen dazu sollen wie „richtige“ Skischanzen den gängigen Standards genügen. Er schlägt vor, dass die Schüler und Schülerinnen eine parameterabhängige Kurve p3(x) mit den folgenden Eigenschaften bestimmen:
Nachdem Charly von seinem Trainingslager zurückgekehrt ist, wundert er sich über Rikes neue Haarfarbe und Frisur. Rike freut sich und kann es kaum erwarten, dass er ihr die unglaubliche Skipiste vorführt. Sie ist Teil der Abiaufgabe für Berlin und Brandenburg vom letzten Jahr, die die Beiden schon seit einiger Zeit besprechen. Sie geht so:
Die originalen Teilaufgaben zur Skipiste
In einer Trainingshalle für Skiläufer ist eine Skipiste angelegt, auf der kurze Anstiege und Abfahrten trainiert werden können. Das Profil dieser Skipiste wird im Intervall [−7; 0] durch den Graphen der Funktion f0,5 modelliert. In den Intervallen [0; 4] und [4; 5] erfolgt die Modellierung der Profilkurve durch zwei quadratische Parabeln. Dabei werden die Parabeln so gewählt, dass die Profilkurve keinen Knick hat. Der Boden der Trainingshalle wird in der gleichen Profilansicht durch die x-Achse beschrieben. In der Abbildung 3 ist die Profilkurve der Skipiste skizziert. Es gilt: 1LE = 5m.
Abb. 3 nach: Mathematik Abitur 2024. Leistungskurs. Berlin und Brandenburg. Prüfungen und Lösungen, L&K development GmbH, Berlin, 2023, S. 45
Charly sitzt an diesem verregneten und windigen Osterferientag an einer „sportlichen“ Abiaufgabe. Es ist eine typische Analysis-Aufgabe über eine Funktionenschar mit einem Parameter. In dieser Aufgabe werden Nullstellenberechnung, Flächenberechnung, Kurvendiskussion, topologische Eigenschaften, numerische Näherungsverfahren, Zahlentheorie und nicht zuletzt eine Anwendung kombiniert. Die Aufgabe, die einen wissenschaftlichen Taschenrechner als Hilfsmittel zulässt, hat 13 Teilaufgaben. Man kann insgesamt für die Aufgabe 50 Punkte erhalten. Da kommt Rike dazu.
Rike Schade, dass der Ansatz für größere nicht aufgeht. Doch wenn dir die Nullstelle bei so wichtig ist, dann machen wir eben einen neuen Ansatz und fordern, dass das Spline genau diese Nullstelle oder besser ausgedrückt: genau diese Stützstelle hat.
Spline-Ansatz mit 4 Stücken
Charly Ja, das ist mir wichtig. Sehe ich das richtig, dass wir bei noch einmal stückeln?
Als Charly vom Joggen wiederkommt, findet er Rike ganz verzweifelt. Sie hat sich die schräge Ellipsenaufgabe noch einmal vorgenommen und Charlys Funktion
genauer angeschaut. Sie bemerkt, dass diese Funktion nur für einige sehr gut mit der Vorlage übereinstimmt, aber leider nicht an anderen wichtigen Punkten.
Als Rike vom Joggen wiederkommt, findet sie Charly ganz verzweifelt. Der Stundenplan fürs neue Schuljahr steht so gut wie fest und wie es aussieht, soll Charly neben Sport wieder einen Abikurs in Mathe übernehmen. So hat er sich weitere Abiaufgaben von Berlin-Brandenburg angeschaut, so auch die (hilfsmittelfreie) Analysis-Aufgabe für den Leistungskurs von 2021. In dieser Aufgabe geht es darum, aus einer Grafik für eine Stammfunktion die zugehörige Funktion
zu finden und deren Eigenschaften zu diskutieren.
Die grafische Darstellung der Funktion F
Grafisch gegebene Stammfunktion . Abbildung nach [Ott, Schomburg, 2021]So soll der Funktionswert von an der Stelle „näherungsweise“ bestimmt werden. Er zeigt Rike die Aufgabe.
Max trainiert weiterhin Handball im Trainingslager. Er macht diese tolle Übung, wo er mit einer Hand einen Luftballon immer nach oben stupst und mit der anderen Hand einen Handball auf der Stelle dribbelt. Es ist ziemlich anstrengend, keinen runter fallen zu lassen. Er stellt fest, dass es einfacher geht, wenn er den Luftballon im „Einklang“ mit dem anderen Ball anregt. Am Abend überlegt er sich die Formeln dazu. Weiterlesen
Max bereitet sich im Trainingslager auf die neue Handballsaison vor. Die Mannschaft macht verschiedene Ballübungen zum Technikaufbau. Eine davon ist ein sogenannter Stemmwurf, wo man den Ball über den oberen Holm eines Stufenbarrens so an eine Wand werfen soll, dass der Ball an dieser Wand abprallt und wieder über denselben Holm zurückfliegt. Sosehr Max sich auch anstrengt, irgendwie gelingt es ihm nicht. Doch als er am Abend eine Zeichnung dazu macht, fällt ihm die Lösung ein. Weiterlesen
Rike fängt langsam an, sich in ihrem Büro einzuleben. Ihr Unternehmen will ein Spiel entwickeln mit Locations, die in 3D erstellt werden. Rike soll 3D-Szenen konstruieren, aber auch Marketing und Admin machen. Weil die Finanzierung noch nicht klar ist oder nicht ausreicht, bietet das Unternehmen auch andere Dienstleistungen an: Audiovisuelle Produkte, 3D-Produktvisualisierung, “Erklär-Videos” für technische Prozesse usw.
Heute Abend kommt Max zu Besuch. Sie wollen zusammen was in Bielefeld unternehmen. Doch Rike sitzt noch an ihrer Arbeit. Sie erklärt sie Max:
Rike Wir haben den Auftrag, für ein Umweltunternehmen ein paar Diagramme zu erstellen und mathematisch zu beleuchten. Weiterlesen
