Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (zurückgelegte Strecke der Modelleisenbahn) 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): Dreiecksfläche I1 = = = 9.
I2 (von 3 bis 5):
Rechtecksfläche I2 = (5 - 3) ⋅
I3 (von 5 bis 7):
Trapezfläche I3 = (7 - 5) ⋅
= 2 ⋅
I4 (von 7 bis 9):
Rechtecksfläche I4 = (9 - 7) ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (zurückgelegte Strecke der Modelleisenbahn) zwischen 0 und 9 gilt somit:
Iges = 9
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 3):
Trapezfläche I2 = (3 - 1) ⋅
= 2 ⋅
I3 (von 3 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 3) ⋅
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 40 Personen vorhanden waren, sind es nun nach 9 s
I9 = 40 Personen
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
Beispiel:
Den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Wasser im Wassertank) 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): Dreiecksfläche I1 = = = 3.
I2 (von 3 bis 6): Dreiecksfläche I2 = = = -1.5.
Für den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Wasser im Wassertank) zwischen 0 und 6 gilt somit:
Iges = 3
Da ja nach 6 Sekunden 74 Liter vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=6 insgesamt 1.5 Liter dazu kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
74 Liter -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=4 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 4): Dreiecksfläche I2 = = = -3.
Somit nimmt der Bestand bis t=4 um -6
Weil danach der Bestand wieder ständig zunimmt, ist zum Zeitpunkt t=4 der minimale Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) erreicht mit:
Bmin = 30 Personen
Die anschließende Zunahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I3 (von 4 bis 6): Dreiecksfläche I3 = = = 4.
I4 (von 6 bis 9):
Rechtecksfläche I4 = (9 - 6) ⋅
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) von Bend = 21 Personen
Da dies mehr ist als zu Beginn der Beobachtung (30 Personen), ist dies der maximale Bestand(Personen auf dem Festivalgelände):
Bmax = 37 Personen
