Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 10 können wir durch den orientierten (mit Vorzeichen behafteten) Inhalt der Fläche zwischen dem Graph und der x-Achse ablesen (bzw. berechnen).
Dazu unterteilen wir die Fläche in Rechtecke, Parallelogrammen und ggf. Dreiecke:
I1 (von 0 bis 2):
Rechtecksfläche I1 = (2 - 0) ⋅
I2 (von 2 bis 5):
Trapezfläche I2 = (5 - 2) ⋅
= 3 ⋅
I3 (von 5 bis 7):
Rechtecksfläche I3 = (7 - 5) ⋅
I4 (von 7 bis 9):
Trapezfläche I4 = (9 - 7) ⋅
= 2 ⋅
I5 (von 9 bis 10):
Rechtecksfläche I5 = (10 - 9) ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 10 gilt somit:
Iges = 6
Integrale graphisch BF (mit Startwert)
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 7 können wir durch den orientierten (mit Vorzeichen behafteten) Inhalt der Fläche zwischen dem Graph und der x-Achse ablesen (bzw. berechnen).
Dazu unterteilen wir die Fläche in Rechtecke, Parallelogrammen und ggf. Dreiecke:
I1 (von 0 bis 1): Dreiecksfläche I1 = = = 1.5.
I2 (von 1 bis 4):
Rechtecksfläche I2 = (4 - 1) ⋅
I3 (von 4 bis 7):
Trapezfläche I3 = (7 - 4) ⋅
= 3 ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 7 gilt somit:
Iges = 1.5
Da zu Begin ja bereits 51 Personen vorhanden waren, sind es nun nach 7 s
I7 = 51 Personen
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
Beispiel:
Den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Wasser im Wassertank) zwischen 0 und 8 können wir durch den orientierten (mit Vorzeichen behafteten) Inhalt der Fläche zwischen dem Graph und der x-Achse ablesen (bzw. berechnen).
Dazu unterteilen wir die Fläche in Rechtecke, Parallelogrammen und ggf. Dreiecke:
I1 (von 0 bis 3):
Rechtecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅
I2 (von 3 bis 6): Dreiecksfläche I2 = = = -4.5.
I3 (von 6 bis 8): Dreiecksfläche I3 = = = 2.
Für den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Wasser im Wassertank) zwischen 0 und 8 gilt somit:
Iges = -9
Da ja nach 8 Sekunden 74 Liter vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=8 insgesamt -11.5 Liter dazu, also 11.5 Liter weg kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
74 Liter -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=4 nimmt der Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) ausschließlich zu, und zwar um:
IZunahme =
I1 (von 0 bis 2):
Rechtecksfläche I1 = (2 - 0) ⋅
I2 (von 2 bis 4): Dreiecksfläche I2 = = = 4.
Somit nimmt der Bestand bis t=4 um 8
Weil danach der Bestand wieder ständig abnimmt, ist zum Zeitpunkt t=4 der maximale Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) erreicht mit:
Bmax = 49 Personen
Die anschließende Abnahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I3 (von 4 bis 7): Dreiecksfläche I3 = = = -6.
I4 (von 7 bis 9):
Rechtecksfläche I4 = (9 - 7) ⋅
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) von Bend = 61 Personen
Da dies weniger ist als zu Beginn der Beobachtung (49 Personen), ist dies der minimale Bestand(Personen auf dem Festivalgelände):
Bmin = 47 Personen
