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Der Luftdruck wird in Abhängigkeit von der Höhe über dem Meeresspiegel modellhaft mithilfe der Funktion p mit p(x) = 1000 * e-x/8  beschrieben.

Dabei ist x die Höhe über dem Meeresspiegel in Kilometern und p(x) der Luftdruck in Hektopascal (hPa).

Laut einer Faustregel sinkt der Luftdruck um 1 hPa, wenn die Höhe um 10m zunimmt.

Ermitteln Sie eine Gleichung der Funktion, die ausgehend von einem Luftdruck von
800 hPa in einer Höhe von 1785 m für jeden anderen Luftdruck (in hPa) die der
Faustregel entsprechende Höhe (in km) liefert.

Vielen Dank im Voraus.

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Die Modellfunktion p geht von einer exponentiellen Abnahme aus, die Faustregel von einer linearen Abnahme. 1 hPa pro 10 m bedeutet 100 hPa pro 1 km. Die Funktion f, die gemäß der Faustregel den Luftdruck in Abhängigkeit der Höhe angibt, ist die lineare Funktion mit der Steigung -100 und dem Wertepaar (1,785 | 800). Eine Vorschrift für diese Funktion solltest du selbst hinbekommen, das ist eine Standard-Aufgabe. Zu bestimmen ist allerdings die Umkehrfunktion g von f, die jedem Luftdruck die Höhe zuordnet. Hierzu kann man, wenn es im Unterricht behandelt wurde, aus der Gleichung von f eine für g herleiten. Oder man überlegt sich auch hier ein Wertepaar und die Steigung: Beim obigen Wertepaar muss man nur die beiden Zahlen vertauschen (das ist ja der Sinn einer Umkehrung), und die Steigung ist genau der Kehrwert. Eine Zunahme von 1 hPa liefert eine Abnahme der Höhe um 10 m, also um 0,01 km. Die lineare Funktion g hat die Steigung -0,01 und das Wertepaar (800 | 1,785). Die Faustregel liefert übrigens nur in einem Bereich bis zu ca. 3000 m sinnvolle Werte, was man sich z.B. an den Graphen von p und f klar machen kann.

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g(x) = -0,01*x + 9,785

Vielen Dank für die Erklärung.

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