Aufgabenbeispiele von Änderungsrate -> Bestand
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Integrale graphisch BF
Beispiel:
Den Zuwachs des Bestands (Wasser in einen Wassertank) 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 = = = 3.
I2 (von 2 bis 4):
Rechtecksfläche I2 = (4 - 2) ⋅
I3 (von 4 bis 7):
Trapezfläche I3 = (7 - 4) ⋅
= 3 ⋅
Für den Zuwachs des Bestands (Wasser in einen Wassertank) zwischen 0 und 7 gilt somit:
Iges = 3
Integrale graphisch BF (mit Startwert)
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): Dreiecksfläche I1 = = = 4.
I2 (von 2 bis 5): keine Fläche in diesem Abschnitt, also I = 0.
Für den Zuwachs des Bestands (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 5 gilt somit:
Iges = 4
Da zu Begin ja bereits 52 Personen vorhanden waren, sind es nun nach 5 s
I5 = 52 Personen
Integrale graphisch BF (mit Endwert)
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 3):
Trapezfläche I1 = (3 - 0) ⋅
= 3 ⋅
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 (Personen auf dem Festivalgelände) zwischen 0 und 9 gilt somit:
Iges = 7.5
Da ja nach 9 s 82 Personen vorhanden sind, und zwischen t=0 und t=9 insgesamt 34.5 Personen dazu kam,
müssen es zu Beginn
Istart =
82 Personen -
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 = = = -6.
Somit nimmt der Bestand bis t=3 um -6 ab.
Weil danach der Bestand wieder ständig zunimmt, ist zum Zeitpunkt t=3 der minimale Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) erreicht mit:
Bmin = 39 cm
Die anschließende Zunahme lässt sich wieder über die Dreiecks-, Rechtecks- bzw. Trapezflächen berechnnen:
I2 (von 3 bis 6): Dreiecksfläche I2 = = = 3.
I3 (von 6 bis 9):
Rechtecksfläche I3 = (9 - 6) ⋅
Damit ergibt sich am Ende des Beobachtungszeitraums ein Bestand (Entfernung der Lok vom Bahnhof) von Bend = 33 cm
Da dies mehr ist als zu Beginn der Beobachtung (39 cm), ist dies der maximale Bestand(Entfernung der Lok vom Bahnhof):
Bmax = 42 cm
