Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (zurückgelegte Strecke der Modelleisenbahn) zwischen 1 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:
I2 (von 1 bis 4): keine Fläche in diesem Abschnitt, also I = 0.
I3 (von 4 bis 7): Dreiecksfläche I3 = = = 3.
I4 (von 7 bis 9):
Rechtecksfläche I4 = (9 - 7) ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (zurückgelegte Strecke der Modelleisenbahn) zwischen 1 und 9 gilt somit:
Iges = 0
Integrale graphisch BF (mit Startwert)
Beispiel:
Den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Wasser im Wassertank) 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 2): Dreiecksfläche I1 = = = -3.
I2 (von 2 bis 4): Dreiecksfläche I2 = = = 4.
I3 (von 4 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅
I4 (von 6 bis 9):
Trapezfläche I4 = (9 - 6) ⋅
= 3 ⋅
Für den Zuwachs (bzw. die Abnahme) des Bestands (Wasser im Wassertank) zwischen 0 und 9 gilt somit:
Iges = -3
Da zu Begin ja bereits 43 m³ vorhanden waren, sind es nun nach 9 min
I9 = 43 m³
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) 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 = = = 6.
I2 (von 2 bis 5):
Rechtecksfläche I2 = (5 - 2) ⋅
I3 (von 5 bis 6):
Trapezfläche I3 = (6 - 5) ⋅
= 1 ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 6 gilt somit:
Iges = 6
Da ja nach 6 s 95 Personen vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=6 insgesamt 30.5 Personen dazu kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
95 Personen -
Min. und Maximum bei graph. Integral
Beispiel:
Im ersten Teil zwischen t=0 und t=2 nimmt der Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) ausschließlich zu, und zwar um:
IZunahme =
I1 (von 0 bis 2): Dreiecksfläche I1 = = = 4.
Somit nimmt der Bestand bis t=2 um 4 zu.
Weil danach der Bestand wieder ständig abnimmt, ist zum Zeitpunkt t=2 der maximale Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) erreicht mit:
Bmax = 43 Personen
Die anschließende Abnahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I2 (von 2 bis 4): Dreiecksfläche I2 = = = -3.
I3 (von 4 bis 6):
Rechtecksfläche I3 = (6 - 4) ⋅
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Personen auf dem Festivalgelände) von Bend = 47 Personen
Da dies weniger ist als zu Beginn der Beobachtung (43 Personen), ist dies der minimale Bestand(Personen auf dem Festivalgelände):
Bmin = 38 Personen
