Aufgabe Vorschlag B1 - 1 - Differentialrechnung · Abitur Hessen Mathematik LK · Schulen für Erwachsene 2022

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung LK · Schulen für Erwachsene (2022)

Aufgabenstellung

Die Geschwindigkeit eines Läufers auf einem Laufband soll für t≥0t \ge 0 mithilfe der Funktion gg mit g(t)=0,5t4−2t3+2t2g(t) = 0{,}5t^4 - 2t^3 + 2t^2 beschrieben werden (tt: Zeit in Minuten, g(t)g(t): Geschwindigkeit in Kilometern pro Minute). Der Graph von gg ist ausschnittsweise in Material 1 dargestellt.

Material 1

1.1

Berechnen Sie die Nullstellen von gg sowie die Art und die Lage der Extrempunkte des Graphen von gg.

Beschriften Sie die Koordinatenachsen in Material 1 mit einer geeigneten Skala. [9 BE]

1.2

Erläutern Sie die Bedeutung des Hochpunktes sowie die Bedeutung des Terms g(1)−g(0,5)1−0,5\frac{g(1)-g(0{,}5)}{1-0{,}5} jeweils im Sachzusammenhang. [4 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag B1 - 1 - Differentialrechnung · Abitur Hessen Mathematik LK · Schulen für Erwachsene 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Berechnen Sie die Nullstellen von gg

Lösung: t1=0t_1 = 0, t2=2t_2 = 2

Art und Lage der Tiefpunkte des Graphen von gg

Lösung: T1(0∣0)T_1(0|0) und T2(2∣0)T_2(2|0)

Art und Lage des Hochpunktes des Graphen von gg

Lösung: H(1∣0,5)H(1|0{,}5)

Beschriften Sie die Koordinatenachsen in Material 1 mit einer geeigneten Skala

Lösung: t-Achse: Gitterlinien im Abstand von 0,5 (Markierungen bei 0,5, 1, 1,5, 2); y-Achse: Gitterlinien im Abstand von 0,5 (Markierungen bei 0,5 und 1)

Erläutern Sie die Bedeutung des Hochpunktes im Sachzusammenhang

Lösung: Der t-Wert des Hochpunkts gibt den Zeitpunkt an, für den die Geschwindigkeit des Läufers maximal ist; der Funktionswert ist die maximale Geschwindigkeit.

Erläutern Sie die Bedeutung des Terms g(1)−g(0,5)1−0,5\frac{g(1)-g(0{,}5)}{1-0{,}5} im Sachzusammenhang

Lösung: Mit dem angegebenen Term kann die durchschnittliche Änderung der Geschwindigkeit (bzw. die durchschnittliche Beschleunigung) im Zeitraum t = 0,5 Minuten bis t = 1 Minute berechnet werden.

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