Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands 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 1):
Rechtecksfläche I1 = (1 - 0) ⋅
I2 (von 1 bis 4): Dreiecksfläche I2 = = = 6.
I3 (von 4 bis 6): keine Fläche in diesem Abschnitt, also I = 0.
Für den Zuwachs des Bestands zwischen 0 und 6 gilt somit:
Iges = 4
Integrale graphisch BF (mit Startwert)
Beispiel:
Den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) 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 2): Dreiecksfläche I1 = = = 2.
I2 (von 2 bis 4): Dreiecksfläche I2 = = = -3.
I3 (von 4 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅
Für den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) zwischen 0 und 6 gilt somit:
Iges = 2
Da zu Begin ja bereits 35 cm vorhanden waren, sind es nun nach 6 s
I6 = 35 cm
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
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):
Trapezfläche I1 = (1 - 0) ⋅
= 1 ⋅
I2 (von 1 bis 2):
Rechtecksfläche I2 = (2 - 1) ⋅
I3 (von 2 bis 4): Dreiecksfläche I3 = = = 4.
I4 (von 4 bis 7): keine Fläche in diesem Abschnitt, also I = 0.
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 7 gilt somit:
Iges = 3.5
Da ja nach 7 s 68 Personen vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=7 insgesamt 11.5 Personen dazu kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
68 Personen -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=6 nimmt der Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) ausschließlich ab, und zwar um:
IAbnahme =
I1 (von 0 bis 3):
Rechtecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅
I2 (von 3 bis 6): Dreiecksfläche I2 = = = -6.
Somit nimmt der Bestand bis t=6 um -12
Weil danach der Bestand wieder ständig zunimmt, ist zum Zeitpunkt t=6 der minimale Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) erreicht mit:
Bmin = 34 Personen
Die anschließende Zunahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I3 (von 6 bis 9): Dreiecksfläche I3 = = = 1.5.
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) von Bend = 16 Personen
Da dies nicht mehr ist als zu Beginn der Beobachtung (34 Personen), ist der maximale Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) der Startwert:
Bmax = 34 Personen
