Mathematik-Matura Jänner 2016 · AHS Teil 1 – Aufgaben

AHS
15. Jänner 2016
Mathematik
Teil-1-Aufgaben
Standardisierte kompetenzorientierte
schriftliche Reifeprüfung
Name:
Klasse:

2
Hinweise zur Aufgabenbearbeitung
Sehr geehrte Kandidatin! Sehr geehrter Kandidat!
Das vorliegende Aufgabenheft zu Teil 1 enthält 24 Aufgaben. Die Aufgaben sind unabhängig voneinander bearbeitbar. Ihnen stehen dafür 120 Minuten an reiner Arbeitszeit zur Verfügung.
Verwenden Sie einen nicht radierbaren, blau oder schwarz schreibenden Stift. Bei Konstruktionsaufgaben ist
auch die Verwendung eines Bleistifts möglich.
Verwenden Sie zur Bearbeitung ausschließlich dieses Aufgabenheft. Schreiben Sie Ihren Namen auf der ersten
Seite des Aufgabenheftes in das dafür vorgesehene Feld.
Alle Antworten müssen in das Aufgabenheft geschrieben werden. In die Beurteilung wird alles einbezogen, was
nicht durchgestrichen ist. Die Lösung muss dabei klar ersichtlich sein. Wenn die Lösung nicht klar ersichtlich ist
oder verschiedene Lösungen angegeben sind, gilt die Aufgabe als nicht gelöst. Streichen Sie Ihre Notizen durch.
Sie dürfen eine approbierte Formelsammlung sowie die gewohnten elektronischen Hilfsmittel verwenden.
Das Aufgabenheft ist abzugeben.
Beurteilung
Jede Aufgabe in Teil 1 wird mit 0 Punkten oder 1 Punkt bewertet, jede Teilaufgabe in Teil 2 mit 0, 1 oder 2 Punkten. Die mit A gekennzeichneten Aufgabenstellungen werden mit 0 Punkten oder 1 Punkt bewertet.
– Werden im Teil 1 mindestens 16 von 24 Aufgaben richtig gelöst, wird die Arbeit positiv bewertet.
– Werden im Teil 1 weniger als 16 von 24 Aufgaben richtig gelöst, werden mit A markierte Aufgabenstellungen
aus Teil 2 zum Ausgleich (für den laut LBVO „wesentlichen Bereich“) herangezogen.
Werden unter Berücksichtigung der mit A markierten Aufgabenstellungen aus Teil 2 mindestens 16 Aufgaben
richtig gelöst, wird die Arbeit positiv bewertet.
Werden auch unter Berücksichtigung der mit A markierten Aufgabenstellungen aus Teil 2 weniger als 16 Aufgaben richtig gelöst, wird die Arbeit mit „Nicht genügend“ beurteilt.
– Werden im Teil 1 mindestens 16 Punkte (mit Berücksichtigung der Ausgleichspunkte A ) erreicht, so gilt folgender Beurteilungsschlüssel:
Genügend 16– 23 Punkte
Befriedigend 24– 32 Punkte
Gut 33– 40 Punkte
Sehr gut 41– 48 Punkte
Erläuterung der Antwortformate
Die Aufgaben haben einerseits freie Antwortformate ; dabei schreiben Sie Ihre Antwort direkt unter die jeweilige
Aufgabenstellung in das Aufgabenheft. Weitere Antwortformate, die in der Klausur zum Einsatz kommen können,
werden im Folgenden vorgestellt:
Zuordnungsformat: Dieses Antwortformat ist durch mehrere Aussagen (bzw. Tabellen oder Abbildungen) gekennzeichnet, denen mehrere Antwortmöglichkeiten gegenüberstehen. Bearbeiten Sie Aufgaben dieses Formats
korrekt, indem Sie die Antwortmöglichkeiten durch Eintragen der entsprechenden Buchstaben den jeweils zutreffenden Aussagen zuordnen!
Beispiel:
Gegeben sind zwei Gleichungen.
Aufgabenstellung:
Ordnen Sie den zwei Gleichungen jeweils die
entsprechende Bezeichnung (aus A bis D) zu!
1 + 1 = 2 A
2 ∙ 2 = 4 C
A Addition
B Division
C Multiplikation
D Subtraktion

3
Konstruktionsformat: Eine Aufgabe und deren Aufgabenstellung sind vorgegeben. Die Aufgabe erfordert die Ergänzung von Punkten, Geraden und/oder Kurven im Aufgabenheft.
Beispiel:
Gegeben ist eine lineare Funktion f mit f ( x ) = k · x + d.
Aufgabenstellung:
Zeichnen Sie den Graphen einer linearen Funktion mit den Bedingungen k = –2 und d > 0 in das vorgegebene
Koordinatensystem ein!
f ( x )
f
x
Multiple-Choice-Format in der Variante „1 aus 6“: Dieses Antwortformat ist durch einen Fragenstamm und
sechs Antwortmöglichkeiten gekennzeichnet, wobei eine Antwortmöglichkeit auszuwählen ist. Bearbeiten Sie
Aufgaben dieses Formats korrekt, indem Sie die einzige zutreffende Antwortmöglichkeit ankreuzen!
Beispiel:
Welche Gleichung ist korrekt?
Aufgabenstellung:
Kreuzen Sie die zutreffende Gleichung an!
1 + 1 = 1 a
2 + 2 = 2 a
3 + 3 = 3 a
4 + 4 = 8 T
5 + 5 = 5 a
6 + 6 = 6 a
Multiple-Choice-Format in der Variante „2 aus 5“: Dieses Antwortformat ist durch einen Fragenstamm und fünf
Antwortmöglichkeiten gekennzeichnet, wobei zwei Antwortmöglichkeiten auszuwählen sind. Bearbeiten Sie Aufgaben dieses Formats korrekt, indem Sie die beiden zutreffenden Antwortmöglichkeiten ankreuzen!
Beispiel:
Welche Gleichungen sind korrekt?
Aufgabenstellung:
Kreuzen Sie die beiden zutreffenden Gleichungen an!
1 + 1 = 1 a
2 + 2 = 4 T
3 + 3 = 3 a
4 + 4 = 8 T
5 + 5 = 5 a

4
Multiple-Choice-Format in der Variante „x aus 5“: Dieses Antwortformat ist durch einen Fragenstamm und fünf
Antwortmöglichkeiten gekennzeichnet, wobei eine, zwei, drei, vier oder fünf Antwortmöglichkeiten auszuwählen sind. In der Aufgabenstellung finden Sie stets die Aufforderung „Kreuzen Sie die zutreffende(n) Aussage(n)/
Gleichung(en)/... an!“. Bearbeiten Sie Aufgaben dieses Formats korrekt, indem Sie die zutreffende Antwortmöglichkeit/die zutreffenden Antwortmöglichkeiten ankreuzen!
Beispiel:
Welche der gegebenen Gleichungen ist/sind korrekt?
Aufgabenstellung:
Kreuzen Sie die zutreffende(n) Gleichung(en) an!
1 + 1 = 2 T
2 + 2 = 4 T
3 + 3 = 6 T
4 + 4 = 4 a
5 + 5 = 10 T
Lückentext: Dieses Antwortformat ist durch einen Satz mit zwei Lücken gekennzeichnet, das heißt, im Aufgabentext sind zwei Stellen ausgewiesen, die ergänzt werden müssen. Für jede Lücke werden je drei Antwortmöglichkeiten vorgegeben. Bearbeiten Sie Aufgaben dieses Formats korrekt, indem Sie die Lücken durch Ankreuzen der
beiden zutreffenden Antwortmöglichkeiten füllen!
Beispiel:
Gegeben sind 3 Gleichungen.
Aufgabenstellung:
Ergänzen Sie die Textlücken im folgenden Satz durch Ankreuzen der jeweils richtigen Satzteile so, dass eine korrekte
Aussage entsteht!
Die Gleichung
1
wird als Zusammenzählung oder
2
bezeichnet.
1
1 – 1 = 0 a
1 + 1 = 2 T
1 ∙ 1 = 1 a
2
Multiplikation a
Subtraktion a
Addition T
So ändern Sie Ihre Antwort bei Aufgaben zum Ankreuzen:
1. Übermalen Sie das Kästchen mit der nicht mehr gültigen Antwort.
2. Kreuzen Sie dann das gewünschte Kästchen an.
1 + 1 = 3 a
2 + 2 = 4 T
3 + 3 = 5 a
4 + 4 = 4 a
5 + 5 = 9 T
So wählen Sie eine bereits übermalte Antwort:
1. Übermalen Sie das Kästchen mit der nicht mehr gültigen Antwort.
2. Kreisen Sie das gewünschte übermalte Kästchen ein.
1 + 1 = 3 a
2 + 2 = 4 T
3 + 3 = 5 a
4 + 4 = 4 a
5 + 5 = 9 a
Wenn Sie jetzt noch Fragen haben, wenden Sie sich bitte an Ihre Lehrerin/Ihren Lehrer!
Viel Erfolg bei der Bearbeitung!
Hier wurde zuerst die Antwort „2 + 2 = 4“
übermalt und dann wieder gewählt.
Hier wurde zuerst die Antwort „5 + 5 = 9“
gewählt und dann auf „2 + 2 = 4“ geändert.

5
Aufgabe 1
Aussagen über Zahlen
Gegeben sind Aussagen über Zahlen.
Aufgabenstellung:
Welche der im Folgenden angeführten Aussagen gelten? Kreuzen Sie die beiden zutreffenden
Aussagen an!
Jede reelle Zahl ist eine irrationale Zahl.
Jede reelle Zahl ist eine komplexe Zahl.
Jede rationale Zahl ist eine ganze Zahl.
Jede ganze Zahl ist eine natürliche Zahl.
Jede natürliche Zahl ist eine reelle Zahl.

6
Aufgabe 2
Quadratische Gleichung
Gegeben ist die folgende quadratische Gleichung in der Unbekannten x über der Grundmenge ℝ :
4 x
2
– d = 2 mit d ∈ ℝ
Aufgabenstellung:
Geben Sie denjenigen Wert für d ∈ ℝ an, für den die Gleichung genau eine Lösung hat!
d =

7
Aufgabe 3
Gleichungssystem
Gegeben ist ein Gleichungssystem aus zwei linearen Gleichungen in den Variablen x , y ∈ ℝ .
2 x + 3 y = 7
3 x + by = c mit b , c ∈ ℝ
Aufgabenstellung:
Ermitteln Sie diejenigen Werte für b und c , für die das Gleichungssystem unendlich viele Lösungen hat!
b =
c =

8
Aufgabe 4
Normalvektoren
Gegeben ist der Vektor
→
a =
(
4
1
2
)
.
Aufgabenstellung:
Bestimmen Sie die Koordinate z b des Vektors
→
b =
(
4
2
z b
)
so, dass
→
a und
→
b auf einander normal
stehen!
z
b
=

9
Aufgabe 5
Gleichung einer Geraden
In der nachstehenden Abbildung sind eine Gerade g durch die Punkte P und Q sowie der
Punkt A dargestellt.
y
x
A = (1| 5)
Q = (3| 3)
P = (0| 2)
g
4
3
2
1
5
0
–1 0 5 4 3 2 1 6
Aufgabenstellung:
Ermitteln Sie eine Gleichung der Geraden h , die durch A verläuft und normal zu g ist!

10
Aufgabe 6
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 Österreich. Die Standseilbahn legt eine Wegstrecke von 198,5 m zurück und überwindet dabei
einen Höhenunterschied von 96,6 m.
Bildquelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Festungsbahn_Salzburg#/media/File:Festungsbahn_salzburg_20100720.jpg [27.05.2015]
(Urheber: Herbert Ortner, Lizenz: CC BY 3.0)
Aufgabenstellung:
Berechnen Sie den Winkel α , unter dem die Gleise der Bahn gegen die Horizontale geneigt sind!

11
Aufgabe 7
Asymptotisches Verhalten
Gegeben sind fünf Funktionsgleichungen.
Aufgabenstellung:
Welche dieser Funktionen besitzt/besitzen eine waagrechte Asymptote?
Kreuzen Sie die zutreffende(n) Funktionsgleichung(en) an!
f
1
( x ) =
2
––
x
f
2
( x ) = 2
x
f
3
( x ) =
x
––
2
f
4
( x ) =
(
1
––
2
)
x
f
5
( x ) = x
1
––
2

12
Aufgabe 8
Gleichung einer Funktion
Der Graph der Funktion f ist eine Gerade, die durch die Punkte P = (2|8) und Q = (4|4) verläuft.
Aufgabenstellung:
Geben Sie eine Funktionsgleichung der Funktion f an!
f ( x ) =

13
Aufgabe 9
Heizungstage
Die Anzahl der Heizungstage, für die ein Vorrat an Heizöl in einem Tank reicht, ist indirekt proportional zum durchschnittlichen Tagesverbrauch x (in Litern).
Aufgabenstellung:
In einem Tank befinden sich 1500 Liter Heizöl. Geben Sie einen Term an, der die Anzahl d ( x ) der
Heizungstage in Abhängigkeit vom durchschnittlichen Tagesverbrauch x bestimmt!
d ( x ) =

14
Aufgabe 10
Eigenschaften von Polynomfunktionen 3. Grades
Eine Polynomfunktion 3. Grades hat allgemein die Form f ( x ) = ax
3
+ bx
2
+ cx + d
mit a , b , c , d ∈ ℝ und a ≠ 0.
Aufgabenstellung:
Welche der folgenden Eigenschaften treffen für Polynomfunktionen 3. Grades zu?
Kreuzen Sie die beiden zutreffenden Antworten an!
Es gibt Polynomfunktionen 3. Grades, die keine lokale
Extremstelle haben.
Es gibt Polynomfunktionen 3. Grades, die keine Null stelle
haben.
Es gibt Polynomfunktionen 3. Grades, die mehr als eine
Wendestelle haben.
Es gibt Polynomfunktionen 3. Grades, die keine Wende stelle haben.
Es gibt Polynomfunktionen 3. Grades, die genau zwei
verschiedene reelle Nullstellen haben.

15
Aufgabe 11
Eigenschaften einer Exponentialfunktion
Gegeben ist die Funktion f mit f ( x ) = 50 · 1,97
x
.
Aufgabenstellung:
Welche der folgenden Aussagen trifft/treffen auf diese Funktion zu?
Kreuzen Sie die zutreffende(n) Aussage(n) an!
Der Graph der Funktion f verläuft durch den Punkt P = (50|0).
Die Funktion f ist im Intervall [0; 5] streng monoton steigend.
Wenn man den Wert des Arguments x um 5 vergrößert, wird der
Funktionswert 50-mal so groß.
Der Funktionswert f ( x ) ist positiv für alle x ∈ ℝ .
Wenn man den Wert des Arguments x um 1 vergrößert, wird der
zugehörige Funktionswert um 97 % größer.

16
Aufgabe 12
Parameter einer Sinusfunktion
Die nachstehende Abbildung zeigt den Graphen der Funktion s mit der Gleichung
s ( x ) = c ∙ sin( d ∙ x ) mit c , d ∈ ℝ
+
im Intervall [–2π; 2π].
s ( x ), s
1
( x )
s
x
0
π 2π –2π –π
0
3
2
1
–2
–1
–3
2
π
2
3π
2
π
–
2
3π
–
Aufgabenstellung:
Erstellen Sie im obigen Koordinatensystem eine Skizze eines möglichen Funktionsgraphen der
Funktion s
1
mit s
1
( x ) = 2 c ∙ sin(2 d ∙ x ) im Intervall [–2π; 2π].

17
Aufgabe 13
Mittlere Geschwindigkeit
Die Funktion h , deren Graph in der nachstehenden Abbildung dargestellt ist, beschreibt näherungsweise die Höhe h ( t ) eines senkrecht nach oben geschossenen Körpers in Abhängigkeit von
der Zeit t ( t in Sekunden, h ( t ) in Metern).
h ( t ) in m
t in s
0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10
0
100
80
60
40
20
120
h
Aufgabenstellung:
Bestimmen Sie anhand des Graphen die mittlere Geschwindigkeit des Körpers in Metern pro
Sekunde im Zeitintervall [2 s; 4 s]!

18
Aufgabe 14
Reelle Funktion
Eine reelle Funktion f ist durch die Funktionsgleichung f ( x ) = 4 x
3
– 2 x
2
+ 5 x – 2 gegeben.
Aufgabenstellung:
Geben Sie eine Funktionsgleichung der Ableitungsfunktion f ′ der Funktion f an!
f ′ ( x ) =

19
Aufgabe 15
Eigenschaften der Ableitungsfunktion einer Polynomfunktion 3. Grades
Die nachstehende Abbildung zeigt den Graphen einer Polynomfunktion f dritten Grades.
Die Koordinaten der hervorgehobenen Punkte des Graphen der Funktion sind ganzzahlig.
f ( x )
f
x 0
1
2
3
4
5
0 1 2 3 –1 –2 –3
–1
Aufgabenstellung:
Welche der folgenden Aussagen treffen auf die Ableitungsfunktion f ′ der Funktion f zu?
Kreuzen Sie die beiden zutreffenden Aussagen an!
Die Funktionswerte der Funktion f ′ sind im Intervall (0; 2) negativ.
Die Funktion f ′ ist im Intervall (–1; 0) streng monoton steigend.
Die Funktion f ′ hat an der Stelle x = 2 eine Wendestelle.
Die Funktion f ′ hat an der Stelle x = 1 ein lokales Maximum.
Die Funktion f ′ hat an der Stelle x = 0 eine Nullstelle.

20
Aufgabe 16
Lokale Extremstellen
In der nachstehenden Tabelle sind Funktionswerte einer Polynomfunktion f dritten Grades sowie
ihrer Ableitungsfunktionen f ′ und f ″ angegeben.
x 0 1 2 3 4
f ( x ) –2 2 0 –2 2
f ′ ( x ) 9 0 –3 0 9
f ″ ( x ) –12 –6 0 6 12
Aufgabenstellung:
Geben Sie an, an welchen Stellen des Intervalls (0; 4) die Funktion f jedenfalls lokale Extremstellen
besitzt!

21
Aufgabe 17
Stammfunktion
Gegeben ist eine Funktion f mit der Funktionsgleichung f ( x ) = ℯ
2 ∙ x
.
Aufgabenstellung:
Welche von den unten durch ihre Funktionsgleichungen angegebenen Funktionen F ist Stammfunktion von f und verläuft durch den Punkt P = (0|1)?
Kreuzen Sie die zutreffende Antwort an!
F ( x ) = ℯ
2 ∙ x
+ −
1
2
F ( x ) = 2 ∙ ℯ
2 ∙ x
– 1
F ( x ) = 2 ∙ ℯ
2 ∙ x
F ( x ) = −
ℯ
2 ∙ x
2
+ −
1
2
F ( x ) = ℯ
2 ∙ x
F ( x ) = −
ℯ
2 ∙ x
2

22
Aufgabe 18
Wasserversorgung
Wasser fließt durch eine Wasserleitung, wobei v ( t ) die Geschwindigkeit des Wassers zum Zeit punkt t ist. Die Geschwindigkeit v ( t ) wird in m/s, die Zeit t in s gemessen, der Inhalt der Quer schnitts fläche Q des Rohres wird in m
2
gemessen. Im nachstehenden Diagramm ist die Abhängigkeit der Geschwindigkeit v ( t ) von der Zeit t dargestellt.
v ( t ) in m/s
v
t in s
0 20 10 30 50 40 60 80 70 90 100
1
2
3
4
5
Aufgabenstellung:
Geben Sie an, welche Größe durch den Ausdruck Q · ∫
40
10
v ( t ) d t in diesem Zusammenhang
berechnet werden kann!

23
Aufgabe 19
Körpergrößen
Die Körpergrößen der 450 Schüler/innen einer Schulstufe einer Gemeinde wurden in Zentimetern
gemessen und deren Verteilung wurde in einem Kastenschaubild (Boxplot) grafisch dargestellt.
184 182 180 178 176 174 172 170 168 166 164 186
Körpergröße in cm
Aufgabenstellung:
Zur Interpretation dieses Kastenschaubilds werden verschiedene Aussagen getätigt.
Kreuzen Sie die beiden zutreffenden Aussagen an!
60 % der Schüler/innen sind genau 172 cm groß.
Mindestens eine Schülerin bzw. ein Schüler ist genau 185 cm groß.
Höchstens 50 % der Schüler/innen sind kleiner als 170 cm.
Mindestens 75 % der Schüler/innen sind größer als 178 cm.
Höchstens 50 % der Schüler/innen sind mindestens 164 cm und höchstens
178 cm groß.

24
Aufgabe 20
Median und Modus
Gegeben ist eine ungeordnete Liste von 19 natürlichen Zahlen:
5, 15, 14, 2, 5, 13, 11, 9, 7, 16, 15, 9, 10, 14, 3, 14, 5, 15, 14
Aufgabenstellung:
Geben Sie den Median und den Modus dieser Liste an!
Median:
Modus:

25
Aufgabe 21
Augensumme
Zwei unterscheidbare, faire Spielwürfel mit den Augenzahlen 1, 2, 3, 4, 5, 6 werden geworfen und
die Augensumme wird ermittelt. (Ein Würfel ist „fair“, wenn die Wahrscheinlichkeit, nach einem
Wurf nach oben zu zeigen, für alle sechs Seitenflächen gleich groß ist.)
Aufgabenstellung:
Jemand behauptet, dass die Ereignisse „Augensumme 5“ und „Augensumme 9“ gleichwahr scheinlich sind. Geben Sie an, ob es sich hierbei um eine wahre oder eine falsche Aussage
handelt, und begründen Sie Ihre Entscheidung!

26
Aufgabe 22
Maturaball-Glücksspiele
Bei einem Maturaball werden zwei verschiedene Glücksspiele angeboten: ein Glücksrad und eine
Tombola, bei der 1 000 Lose verkauft werden. Das Glücksrad ist in zehn gleich große Sektoren
unterteilt, die alle mit der gleichen Wahrscheinlichkeit auftreten können. Man gewinnt, wenn der
Zeiger nach Stillstand des Rades auf das Feld der „1“ oder der „6“ zeigt.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Aufgabenstellung:
Max hat das Glücksrad einmal gedreht und als Erster ein Los der Tombola gekauft. In beiden
Fällen hat er gewonnen. Die Maturazeitung berichtet darüber: „Die Wahrscheinlichkeit für dieses
Ereignis beträgt 3 %.“ Berechnen Sie die Anzahl der Gewinn-Lose!

27
Aufgabe 23
Erwartungswert
Die nachstehende Abbildung zeigt die Wahrscheinlichkeitsverteilung einer Zufallsvariablen X , die
die Werte k = 1, 2, 3, 4, 5 annehmen kann.
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
1 2 3 4 5
k
P
(
X
=
k
)
Aufgabenstellung:
Ermitteln Sie den Erwartungswert E ( X )!

28
Aufgabe 24
Breite eines Konfidenzintervalls
Bei einer Meinungsbefragung wurden 500 zufällig ausgewählte Bewohner/innen einer Stadt zu
ihrer Meinung bezüglich der Einrichtung einer Fußgängerzone im Stadtzentrum befragt. Es sprachen sich 60 % der Befragten für die Einrichtung einer solchen Fußgängerzone aus, 40 % sprachen sich dagegen aus.
Als 95-%-Konfidenzintervall für den Anteil der Bewohner/innen dieser Stadt, die die Einrichtung
einer Fußgängerzone im Stadtzentrum befürworten, erhält man mit Normalapproximation das
Intervall [55,7 %; 64,3 %].
Aufgabenstellung:
Kreuzen Sie die beiden zutreffenden Aussagen an!
Das Konfidenzintervall wäre breiter, wenn man einen größeren
Stichprobenumfang gewählt hätte und der relative Anteil der
Befürworter/innen gleich groß geblieben wäre.
Das Konfidenzintervall wäre breiter, wenn man ein höheres
Konfidenzniveau (eine höhere Sicherheit) gewählt hätte.
Das Konfidenzintervall wäre breiter, wenn man die Befragung in
einer größeren Stadt durchgeführt hätte.
Das Konfidenzintervall wäre breiter, wenn der Anteil der Befürworter/innen in der Stichprobe größer gewesen wäre.
Das Konfidenzintervall wäre breiter, wenn der Anteil der Befürworter/innen und der Anteil der Gegner/innen in der Stichprobe
gleich groß gewesen wären.