0 Daumen
13,5k Aufrufe

Hey , bin im Moment in der Prüfungsvorbereitung und hänge bei einer Aufgabe bzw. weiß nicht ob meine Lösungen richtig sind. Wäre super wenn mir jemand die Lösung(den Lösungsweg) erklären könnte.Also zu Aufgabe an sich:


Der Stausee

Die Funktion f mit  f(t) = t³ - 12t² + 35t gibt die Zufluss- bzw. Abflussrate eines Stausees in Kubikmeter pro Stunde an.

a) Um welchen Betrag hat das Volumen des Stausees nach 5 Stunden zugenommen?

b)Bestimmen sie rechnerisch die Zeitpunkte, zu denen Zufluss- und Abflussrate gleich groß sind.

c) Berechnen sie den Zeitpunkt der größten Zuflussrate.

d) Berechnen Sie die durchschnittliche Zuflussrate in den ersten sieben Stunden der Messung.


Die Uferlinie des Stausees entspricht auf der einen Seite ungefähr dem Verlauf des Graphen zu                         g(x) = 30x² - 60x + 100 und auf der anderen Seite dem Verlauf des Graphen zu                                                       h(x) = x³ - 34,5x² + 212x - 20. Die Staumauer entspricht der Geraden x = 1.

e) Bestimmen sie die Größe der Wasseroberfläche des Stausees.

f) Der Stausee hat eine durchschnittliche Tiefe von 15m. Wie viele Tage könnte eine Stadt wie Bochum mit einem täglichen Wasserverbrauch von 46000 m³ in einer Trockenperiode mit Wasser versorgt werden?

Avatar von

Zeig mal Deine Lösungen - dann kann man nachsehen, was Du gemacht hast.

Wenn du dich der Aufgabe annehmen möchtest dann wäre es eventuell günstig dein Kommentar gleich als Antwort zu geben.

a)

f(t) = t³ - 12t² +35t

f(5) = 5³ - 12*5² + 35*5

f(5) = 0


d) 1-7 in f(t) eingesetzt und durch 7 geteilt.

durchschnittliche Zuflussrate: 12


e)

Stammfunktion von h(x) und g(x) bilden und integral ausrechnen.

(H(4)-H(1)) -  (G(4)-G(1))

Lösung: 389,25


f) (389,25 * 15²)  : 46.000 = 1,90....


Für den Rest habe ich noch keine Lösungen

e) Bestimmen sie die Größe der Wasseroberfläche des Stausees.

Skizziere das mal. Die Funktionen sind unsinnig, wenn auf der x-Achse die gleiche Skalierung wie auf der y-Achse verwendet wird. Weiterhin ist nicht mal eine Skalierung der Achsen angegeben und auch nicht auf welcher Seite der Staumauer sich der Stausee befindet.

Zu den Lösungen vom Gast kann ich sagen, dass

a) und d) leider verkehrt sind. Evtl nochmal genauer drüber nachdenken.

e) ist richtig berechnet, wenn es auch fraglich ist wie das ganze zu deuten ist.

f) ist leider auch nicht richtig. Aber zuerst müsste auch e) geklärt werden.

Bild Mathematik Bild Mathematik

Die beiden Skizzen sind gegeben.

Ja - so eine Skizze kann schon so einige Rätsel klären helfen.

Die Skalierung bzw. Einheiten sollten bei der Berechnung der Oberfläche allerdings dann wohl berücksichtigt werden.

Lösung: 389,25 

sind das Quadratmeter oder Quadratkilometer ?

oder was ganz anderes ?

2 Antworten

+1 Daumen

Ich beantworte jetzt auch einmal häppchenweise.
Die erste Frage sollte bereits richtig verstanden und
beantwortet sein sonst gibt es insgesamt nichts.

Hier der Graph der Zu-/Abflußrate

Bild Mathematik

Es findet nur ein Zufluß statt weil die Funktion im positiven
Bereich ist.

Das gesamte Zuflußvolumen wäre
∫ f ( x ) dx zwischen 0 und 5

Zur Kontrolle 375 / 4

Avatar von 123 k 🚀
0 Daumen

Die Funktion f mit  f(t) = t³ - 12t² + 35t gibt die Zufluss- bzw. Abflussrate eines Stausees in Kubikmeter pro Stunde an.

a) Um welchen Betrag hat das Volumen des Stausees nach 5 Stunden zugenommen?

Ich vertrete die Auffassung, dass die Zuflussrate vom Zeitpunkt t=0 (scheint kein anderer gegeben zu sein ) bis t=5 integriert werden müsste.

f(5) ist die Zuflussrate zum Zeitpunkt t=5 und die ist zufällig scheinbar Null - das heist aber nicht, dass nach 5h der See leer ist, sondern dass zu t=5 grade weder was ab- noch zufliesst.

Avatar von

Danke , ich denke da wirst du recht haben. Hatte eine ähnliche Aufgabe wo ich tatsächlich nur t einsetzen und ausrechnen musste. Der Unterschied war der, dass einmal die gesamte Menge und einmal nur der Zu/Abfluss gefragt war.

b)Bestimmen sie rechnerisch die Zeitpunkte, zu denen Zufluss- und Abflussrate gleich groß sind. 

Diese Teilaufgabe dürfte dann ja nun leicht zu bearbeiten sein, oder?

Naja , nicht wirklich. Mir ist immer noch nicht klar wie ich b,c,d berechnen soll/muss.

nicht alles auf einmal!

b)Bestimmen sie rechnerisch die Zeitpunkte, zu denen Zufluss- und Abflussrate gleich groß sind.

Was bedeutet das denn fürs echte Leben ?

Die Funktion f mit  f(t) = t³ - 12t² + 35t gibt die Zufluss- bzw. Abflussrate eines Stausees in Kubikmeter pro Stunde an.

In dieser Funktion ist also Zufluss UND Abfluss gemeinsam reingewurschtelt.

f(t)= Z(t) -A(t)

wenn Z(t) und A(t) den gleichen Betrag haben - wie gross ist dann f(t)

(einmal darf geraten werden)

Müsste dann 0 sein?

Jaaa !!!

guuut!

Also was können wir berechnen, wenn f(x)=0 ist ?

Die Nullstellen?

Perfekt!

Die Stellen der Funktion, bei denen der Abundzufluss Null ist, sind tatsächlich gesucht !

f(t) = 0


0= t³ - 12t² + 35t

na jetzt bin ich aber gespannt!

Muss ich jetzt für t  0 einsetzen?

Weiß nicht wie ich jetzt fortfahren soll.

Oder doch einfach die Nullstellen ausrechen?

Dann erhalte ich aber negative Werte -5,-7,0

t=0 ist nicht gefragt - die Nullstelle ist ja da, wo der funktionswert gleich Null ist!

lösen wir mal :

$$ 0= t³ - 12t² + 35t $$

zuerst t vorklammern:

$$ 0= t(t^2 - 12t + 35) $$

ergibt die erste Nullstelle bei t=0 und es bleibt eine dröge quadratische Gleichung:

$$ 0=t^2 - 12t + 35$$

Deren Nullstellen 5 und 7  sind.

Ist das also die Lösung für Aufgabe B?

Stimmt so !

Hast wohl vorher einen Vorzeichenfehler gebastelt.

Ideh für Zeh ?

Der größte Zufluss müsste doch an der Wendestelle vor dem Hochpunkt liegen oder?

Ich würde vorschlagen, die Nullstelle der Ableitung gibt immer einen Hinweis auf mögliche Extrema.

Nur - was sollen wir denn ableiten ?

f(t) = t³ - 12t² + 35t

f'(t) =3t² - 24t + 35 

Perfekt!

Macht ja richtig Laune mit Dir!

so - nun davon die Nullstelle und dann noch prüfen, obs Max oder Moritz ist ;)

N1: 6,08  N2: 1,92

Muss man dann in

f''(x)= 6t-24

f''(1,92)= -12,48 < 0 → Hochpunkt

f''(6,08)=  12,48 > 0 -----> Tiefpunkt


heißt dann der Hochpunkt ist die größte Zuflussrate?

Genial!

Soisses!

Bei d dann einfach wie bei a integrieren von 0-7 und den Wert dann durch 7 teilen?

Wenn ich recht sehe, haben wir "a" gar nicht bearbeitet - jedenfalls sehe ich keine Integration ...

Aber die bräuchten wir dann jetzt so oder so.

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Ähnliche Fragen

0 Daumen
3 Antworten
0 Daumen
1 Antwort
0 Daumen
2 Antworten

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community