Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Wasser in einen 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): Dreiecksfläche I1 = = = 4.5.
I2 (von 3 bis 6): keine Fläche in diesem Abschnitt, also I = 0.
I3 (von 6 bis 8): Dreiecksfläche I3 = = = 4.
Für den Zuwachs des Bestands (Wasser in einen Wassertank) zwischen 0 und 8 gilt somit:
Iges = 4.5
Integrale graphisch BF (mit Startwert)
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 3):
Rechtecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅
I2 (von 3 bis 5):
Trapezfläche I2 = (5 - 3) ⋅
= 2 ⋅
I3 (von 5 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 5) ⋅
I4 (von 6 bis 7):
Trapezfläche I4 = (7 - 6) ⋅
= 1 ⋅
I5 (von 7 bis 10):
Rechtecksfläche I5 = (10 - 7) ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 10 gilt somit:
Iges = 6
Da zu Begin ja bereits 57 Personen vorhanden waren, sind es nun nach 10 s
I10 = 57 Personen
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
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):
Trapezfläche I1 = (2 - 0) ⋅
= 2 ⋅
I2 (von 2 bis 5):
Rechtecksfläche I2 = (5 - 2) ⋅
I3 (von 5 bis 8): Dreiecksfläche I3 = = = 6.
I4 (von 8 bis 10): keine Fläche in diesem Abschnitt, also I = 0.
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 10 gilt somit:
Iges = 6
Da ja nach 10 s 89 Personen vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=10 insgesamt 24 Personen dazu kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
89 Personen -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=2 nimmt der Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) ausschließlich zu, und zwar um:
IZunahme =
I1 (von 0 bis 2): Dreiecksfläche I1 = = = 2.
Somit nimmt der Bestand bis t=2 um 2 zu.
Weil danach der Bestand wieder ständig abnimmt, ist zum Zeitpunkt t=2 der maximale Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) erreicht mit:
Bmax = 39 cm
Die anschließende Abnahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I2 (von 2 bis 4): Dreiecksfläche I2 = = = -4.
I3 (von 4 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) von Bend = 41 cm
Da dies weniger ist als zu Beginn der Beobachtung (39 cm), ist dies der minimale Bestand(Entfernung der Lok vom Bahnhof):
Bmin = 29 cm
