Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) 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 1):
Rechtecksfläche I1 = (1 - 0) ⋅
I2 (von 1 bis 3):
Trapezfläche I2 = (3 - 1) ⋅
= 2 ⋅
I3 (von 3 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 3) ⋅
I4 (von 6 bis 8):
Trapezfläche I4 = (8 - 6) ⋅
= 2 ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 8 gilt somit:
Iges = 3
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 2): Dreiecksfläche I1 = = = 2.
I2 (von 2 bis 5):
Rechtecksfläche I2 = (5 - 2) ⋅
I3 (von 5 bis 7): Dreiecksfläche I3 = = = 2.
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 7 gilt somit:
Iges = 2
Da zu Begin ja bereits 30 Personen vorhanden waren, sind es nun nach 7 s
I7 = 30 Personen
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
Beispiel:
Den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) 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 3):
Rechtecksfläche I1 = (3 - 0) ⋅
I2 (von 3 bis 6): Dreiecksfläche I2 = = = -4.5.
I3 (von 6 bis 9): Dreiecksfläche I3 = = = 3.
Für den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Entfernung der Lok vom Bahnhof) zwischen 0 und 9 gilt somit:
Iges = -9
Da ja nach 9 s 88 cm vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=9 insgesamt -10.5 cm dazu, also 10.5 cm weg kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
88 cm -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=3 nimmt der Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) ausschließlich ab, und zwar um:
IAbnahme =
I1 (von 0 bis 3): Dreiecksfläche I1 = = = -4.5.
Somit nimmt der Bestand bis t=3 um -4.5 ab.
Weil danach der Bestand wieder ständig zunimmt, ist zum Zeitpunkt t=3 der minimale Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) erreicht mit:
Bmin = 29 cm
Die anschließende Zunahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I2 (von 3 bis 5): Dreiecksfläche I2 = = = 4.
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) von Bend = 24.5 cm
Da dies nicht mehr ist als zu Beginn der Beobachtung (29 cm), ist der maximale Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) der Startwert:
Bmax = 29 cm
