Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands 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 2):
Rechtecksfläche I1 = (2 - 0) ⋅
I2 (von 2 bis 5):
Trapezfläche I2 = (5 - 2) ⋅
= 3 ⋅
I3 (von 5 bis 8):
Rechtecksfläche I3 = (8 - 5) ⋅
Für den Zuwachs des Bestands zwischen 0 und 8 gilt somit:
Iges = 4
Integrale graphisch BF (mit Startwert)
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 9 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):
Rechtecksfläche I1 = (1 - 0) ⋅
I2 (von 1 bis 4):
Trapezfläche I2 = (4 - 1) ⋅
= 3 ⋅
I3 (von 4 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅
I4 (von 6 bis 9):
Trapezfläche I4 = (9 - 6) ⋅
= 3 ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 9 gilt somit:
Iges = 3
Da zu Begin ja bereits 57 Personen vorhanden waren, sind es nun nach 9 s
I9 = 57 Personen
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 6 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):
Trapezfläche I2 = (6 - 3) ⋅
= 3 ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 6 gilt somit:
Iges = 12
Da ja nach 6 s 56 Personen vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=6 insgesamt 22.5 Personen dazu kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
56 Personen -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=5 nimmt der Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) ausschließlich ab, und zwar um:
IAbnahme =
I1 (von 0 bis 3):
Rechtecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅
I2 (von 3 bis 5): Dreiecksfläche I2 = = = -2.
Somit nimmt der Bestand bis t=5 um -6
Weil danach der Bestand wieder ständig zunimmt, ist zum Zeitpunkt t=5 der minimale Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) erreicht mit:
Bmin = 44 cm
Die anschließende Zunahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I3 (von 5 bis 8): Dreiecksfläche I3 = = = 1.5.
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) von Bend = 36 cm
Da dies nicht mehr ist als zu Beginn der Beobachtung (44 cm), ist der maximale Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) der Startwert:
Bmax = 44 cm
