Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 5 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 4):
Rechtecksfläche I2 = (4 - 2) ⋅
I3 (von 4 bis 5):
Trapezfläche I3 = (5 - 4) ⋅
= 1 ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 5 gilt somit:
Iges = 5
Integrale graphisch BF (mit Startwert)
Beispiel:
Den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) 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 = = = -6.
I2 (von 3 bis 5): Dreiecksfläche I2 = = = 1.
I3 (von 5 bis 8):
Rechtecksfläche I3 = (8 - 5) ⋅
Für den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) zwischen 0 und 8 gilt somit:
Iges = -6
Da zu Begin ja bereits 42 cm vorhanden waren, sind es nun nach 8 s
I8 = 42 cm
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
Beispiel:
Den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) 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 = = = -3.
I3 (von 6 bis 8): Dreiecksfläche I3 = = = 1.
Für den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) zwischen 0 und 8 gilt somit:
Iges = -6
Da ja nach 8 s 69 cm vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=8 insgesamt -8 cm dazu, also 8 cm weg kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
69 cm -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=5 nimmt der Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) ausschließlich ab, und zwar um:
IAbnahme =
I1 (von 0 bis 2):
Rechtecksfläche I1 = (2 - 0) ⋅
I2 (von 2 bis 5): Dreiecksfläche I2 = = = -3.
Somit nimmt der Bestand bis t=5 um -4
Weil danach der Bestand wieder ständig zunimmt, ist zum Zeitpunkt t=5 der minimale Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) erreicht mit:
Bmin = 57 Personen
Die anschließende Zunahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) von Bend = 50 Personen
Da dies nicht mehr ist als zu Beginn der Beobachtung (57 Personen), ist der maximale Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) der Startwert:
Bmax = 57 Personen
