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Folgende Werte sind gegeben:

1.

a | 24 | 48 | 96 | 192 | 288 | 384 | 480 | 576 | 768 | 960 | 1920 | 2880 | 3840 | 4800 |
b | 12 | 12 | 12 | 12   | 12   | 18    | 21   | 21   | 24   | 27    | 45      | 63      | 75     | 93      |

2.

a | 24 | 48 | 96 | 192 | 288 | 384 | 480 | 576 | 768 | 960 | 1920 | 2880 | 3840 | 4800 |
b | 16 | 16 | 16 | 20   | 20    | 20   | 24   | 24   | 28    | 28   | 48      | 68      | 76     | 88   |

Bei der Menge a kommt ein Bonus b hinzu, dh. a + b = Gesamtmenge.

Ich muss eine Formel finden, die für jede Menge a, den richtigen Bonus b ausrechnen kann.

Das hier sind feste Werte zur Orientierung.

Wenn ich in die Funktion z.B. 30 als a einsetze, muss am Ende für b 12 herauskommen, oder wenn ich 4000 eingebe, muss 75 herauskommen. Ein Anstieg von b findet nur wie oben gezeigt statt, alle Zahlen zwischen 3840 und 4800 zB haben immer dne Bonus b.

Das gleiche Spiel nur mit anderen Boni für die 2. Aufgabe.

Wie komme ich auf die Formel um b herauszufinden?

Handelt es sich um einen exponentiellen Anstieg?

Ich bräuchte zumindest einen Anhaltspunkt :)

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Bist Du sicher das Du eine exakte Formel brauchst oder kann es auch Approximation sein?

Außerdem verhält sich die Abhängigkeit eher linear als exponentiell. Ich habe mal die Grafik der beiden Datenreihen erstellt.

Bild Mathematik

bist Du sicher, dass Deine Zeichnung richtig ist? Bei einem linearen Zusammenhang muss der Quotient a/b zumindest halbwegs konstant sein, und das ist er hier ganz sicher nicht.

192:12 -- 1920:45

384:18 -- 3840:75

480:21 -- 4800:93

etc.

Grüße,

M.B.

Die Grafik ist sicher richtig. Man auf jeden Fall eine Ausgleichsgerade in die Werte legen.

Bild Mathematik

ich muss es mal wieder in aller Deutlichkeit sagen:

!! Bilder !! sind !! keine !! mathematischen !! Objekte !! Aus Bildern wird nichts abgelesen, mit Bildern wird nichts gezeigt, erst recht nicht bewiesen!

Ich habe die erste Reihe etwas untersucht und als erstes fällt auf, dass der Punkt (288,12) nicht stimmen kann.

Geht man von einem linearen Zusammenhang aus so muss der Quotient a/b konstant sein, das ist er hier deutlich nicht.

Geht man von einer verschobenen Geraden aus, transferiert man einen beliebigen Punkt auf den Ursprung. Aber egal, wie man die Gerade verschiebt, es gibt keinen linearen Zusammenhang, außer man lässt eine größere Streuung zu.

Geht man von einer Exponentialfunktion aus, so hat diese das Problem, dass sie links fast waagrecht, und rechts steil, aber in einem gegebenen Intervall durchaus als linear angesehen werden kann. Je nachdem, wie sie gestreckt, gestaucht oder verschoben ist, kann es passieren, das sie dann für die gegebenen Punkte Linearität suggeriert, die nicht gegeben ist.

Eine exponentielle Regression liefert hier tatsächlich die (fast) besten Ergebnisse.

Die wirklich besten Ergebnisse liefert hier interessanterweise eine quadratisch Regression, also eine Parabel.

Grüße,

M.B.

Also kein Mensch hat behauptet das es einen exakten linearen Zusammenhang gibt, auch ich nicht, dass sieht man ja mit blossem Auge. Einen anderen expliziten Zusammenhang sehe ich nicht, also bleibt nur eine Regression.

Jetzt kann man sich fragen ob linear oder ein Polynom mit Grad höher als 1. Eine lineare Approximation hat ein  Bestimmtheitsmass von 0.9961. Eine quadratische hat ein Bestimmtheitsmass von 0.9966, also nur minimal besser als die lineare Aproximation. Ein Polynom 4'-ten Grades hat ein \( R^2 \) von 0.9973, also besser als das quadratische Polynom, was Deiner Aussage wiederspricht, das eine quadratische Aproximation die beste sei.

Und nun zum dem Bild. Sich einen visuellen Eindruck von dem Problem zu machen gehört sehr wohl zu den Werzeugen eines Mathematikers. Aus Bildern wird auch was abgelesen und gezeigt.

in Deiner Antwort verwendet Du mehrmals die Floskel "sieht man". Und genau das darf ein Mathematiker niemals. Es wird gerechnet und bewiesen, und nichts anderes.

Wenn eine Funktion im Grad 4 besser als im Grad 2 ist, ist das sogar realistisch, ich habe nicht alles bis ins Kleinste durchgerechnet. Eine Funktion im Grad 13 wäre sogar noch besser.

Bilder sind durchaus sinnvoll. Zu einer Kurvendiskussion gehört das Zeichnen des Graphen, und bei jeder Geometrieaufgabe gehört es dazu, zumindest eine Skizze zu machen.

Das ändert nichts daran, dass bewiesen und begründet wird, einzig und alleine durch eine Rechnung. Aus Bildern wird niemals etwas abgelesen oder gezeigt.

Grüße,

M.B.

1 Antwort

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*falls* der Zusammenhang exponentiell ist, musst Du eine der Reihen logarithmieren, dann wird der Zusammenhang linear. Anschließend führst Du eine lineare Regression (kleinste Quadrate) durch und entlogarithmierst die Regressionsgerade wieder.

Grüße,

M.B.

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