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Aufgabe 10:

Mathilda und Emmi machen eine Radtour durch die Berge. Kurz nach Beginn der Radtour lässt sich die zurückgelegte Strecke in km näherungsweise durch die Funktion s mit \( s(t)=(t-3)^{3}+27 \) beschreiben, wobei t für die Stunden seit Messbeginn steht \( (0 \leq t \leq 5) \). Der Graph von s ist abgebildet.

blob.png

a) Zu welchem Zeitpunkt t seit Messbeginn sind Mathilda und Emmi dem Graphen nach zu urteilen am schnellsten, zu welchem am langsamsten gefahren?

Am schnellsten: _____ Am langsamsten: _____

b) Wie schnell fahren Mathilda und Emmi in den ersten fünf Stunden seit Messbeginn durchschnittlich?

Durchschnittliche Geschwindigkeit: _____

c) Wie schnell fahren Mathilda und Emmi eineinhalb Stunden nach Messbeginn?

Geschwindigkeit nach 1,5 Stunden: _____

d) Wann beträgt die Geschwindigkeit der beiden genau \( 20 \mathrm{~km} / \mathrm{h} \) ? Stelle hierfür zunächst eine entsprechende Gleichung auf.

Ausgangsgleichung: _____ Antwort: _____


Aufgabe 11:

Bäume geben aufgrund der Fotosynthese Sauerstoff an ihre Umgebung ab. Die abgegebene Sauerstoffmenge hängt von der Tageszeit bzw. vom Licht ab. Die Funktion \( V \) mit \( V(t)=-1,2 t^{3}+24 t^{2}+10 t(V(t) \) in \( l \); \( t \) in \( h) \) gibt näherungsweise die Gesamtsauerstoffmenge in Litern an, die ein Baum im Laufe eines Tages nach dem Sonnenaufgang \( (t=0) \) abgibt.

a) Bestimme V'(4). Welche Bedeutung hat V'(4) im Sachzusammenhang?

\( V^{\prime}(4)= \) _____ Bedeutung im Sachzusammenhang: _____

b) Bestimme den Zeitpunkt \( \mathrm{t}_{0} \), für den die Ableitung der Funktion \( \mathrm{V} \) null ist. Interpretiere den Punkt \( \mathrm{P}\left(\mathrm{t}_{0} \mathrm{IV}\left(\mathrm{t}_{0}\right)\right) \) im Sachzusammenhang.(Schränke den Definitionsbereich der Funktion V sinnvoll ein.)

Zeitpunkt: _____

Interpretation im Sachzusammenhang: ____

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a.) am schnellsten ( = größte Geschwindigkeit = wann ist der Graph am steilsten )
fahren sie am Amfang bei t = 0
Am langsamsten fahren sie bei t = 3
b.)
( 0 | 0 ) ( 5  | 34 )
v = m = ( y1 - y2 ) / ( x1 - x2 ) = ( 0 - 34 ) / 0 - 5 ) = 6.8 km / h
c.)
( 0 | 0 ) ( 1.5  | 24 )
v = m = ( y1 - y2 ) / ( x1 - x2 ) = ( 0 - 24 ) / 0 - 1.5 ) = 16 km / h
d.)
s ( t ) = ( t-3)^3 + 27
s ´( t ) = v ( t ) = 3 * ( t-3)^2 * 1
v ( t ) = 3 * ( t-3) ^2
3 * ( t-3 )^2 = 20
( t - 3 ) ^2 = 20/3
t - 3 = ±√ 6.6666
t =  ±√ 6.6666 + 3
t = 2.58 + 3
t = 5.58
und
t = -2.58 + 3
t = 0.42





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V ( t ) = -1.2 * t^3 + 24 * t^2 + 10 * t

V ´( t ) = -3.6 * t^2 + 48 * t + 10
V ´( t ) = 144 Liter / h

Dies ist die momentane Sauerstoffproduktion zum Zeit 4 h.

b.)
V ´( t ) = 0
-3.6 * t^2 + 48 * t + 10 = 0  | pq-Formel oder quadratische Ergänzung
t = -0.21
und
t = 13.54

V ( -0.21 ) = -1.03
Der Baum würde bei t < 0 Sauerstoff aufnehmen.

V ( 13.54 ) = 1556
Wird die erste Ableitung zu null gesetzt ergibt sich ein Extremwert
der insgesamten Sauerstoffabgabe  .

~plot~ -1.2 * x^3 + 24 * x^2 + 10 * x ; [[ 0 | 15 | 0 | 1600 ]] ~plot~

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