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Aufgabe: Zu Beginn der Osterferien entstehen regelmäßig lange Warteschlangen am Fährhafen in Calais. Am 1.Ferientag beginnen sich morgens ab 6:00 Uhr die Autos zu stauen.

Die momentane Änderungsrate der Staulänge kann näherungsweise durch die Funktionenschar fa mit fa= 0,5t^3-1,5at^2 +a^2 t , 0< t < 2a (t in Stunden nach 6:00 Uhr ; fa(t) in Kilometer pro Stunde) beschrieben werden, wobei a > 0 ein vom Verkehrsaufkommen abhängiger Wert ist.

a) Die Abbildung zeigt den Graphen von f2. Erklären sie die Bedeutung positiver und negativer Funktionswerte für die Stauentwicklung.

a2) bestimmen sie den Zeitpunkt auf dem Graphen, zu dem die Staulänge ihre Maximale Länge erreicht. Begründen Sie ihre Wahl und weisen Sie den Wert rechnerisch nach

a3) Entnehmen Sie den Zeitpunkt aus dem Graphen, zu dem die Staulänge ihre maximale Länge erreicht. Begründen Sie ihre Wahl und weisen Sie den Wert rechnerisch nach

a4) Geben Sie für a=2 die maximale Staulänge an.


B1) zeigen sie, dass Fa(t)= 1/8t^4 - 1/2at3 + a^2/2t^2 +c eine Stammfunktion ist und geben sie die Bedeutung der Stammfunktion im Sachzusammenhang an. Begründen Sie, dass c=0 ist.

Die anderen Aufgaben versuche ich dann selber zu lösen


Problem/Ansatz:

Mein Problem ist halt nur das mich die Funktion total durcheinander bringt. Ich weiß nicht wie ich anfangen soll zu rechnen

Habe so ein Funktion noch nie so wirklich gesehen :))



:)

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2 Antworten

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Die Staulänge ist das unbestimmte Integral der Äderungsrate:

blob.png


Avatar von 123 k 🚀
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Hallo fire,

hier meine Grafik für a = 2.
Ich hoffe sie entspricht deiner Grafik.



gm-137.JPG

Die Bedeutung der Grafik bzw. der Formel ist folgende.
Um ca 0.8 Std ist die Änderungsrate des Staulänge 1.5.
Da heißt
falls beii 0.3 Std die Staulänge 5 km ist
dann ist die Staulänge bei 1.4 Std = 5 + 1.5 = 6.5 km

Die zweite Grafik ist die Aufleitung der ersten Grafik.
Also Staulänge zu Zeit

gm-137-a.JPG

Damit sind zwar nicht alle Fragen beantwortet aber schon einmal
ein Anfang gemacht.

Frage bitte nach.

mfg Georg

Avatar von 123 k 🚀

Vielen Dank Georg,

Könntest du mir vielleicht mit der Stammfunktion helfen ?

Mfg

f a = 0.5*t^3 - 1.5*a*t^2 + a^2*t
Stammfunktion
F a = 0.5 * t^4 / 4 - 1.5 * a * t^3 / 3 + a^2 * t^2/2

für a = 2
F 2 = 0.5* t^4/ 4 - 1.5 * 2 * t^3 / 3 + 2^2 * t^2/2
F 2 = 0.125* t^4 -  t^3  + 2 * t^2

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