Aufgabe WTR 2 - Aufgabe 1: Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Analysis (WTR) 2019

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung GK · Teil B · Analysis (WTR) (2019)

Aufgabenstellung

Betrachtet werden die in R\mathbb{R} definierten Funktionen fk:x↦−kx⋅(x−8)f_k: x \mapsto -kx \cdot (x - 8) mit k∈R+k \in \mathbb{R}^+. Der Graph von fkf_k wird mit GkG_k bezeichnet.

Die Abbildung zeigt den Graphen von f14f_{\frac{1}{4}}.

Betrachtet werden die Trapeze mit den Eckpunkten A(0∣0)A(0 \mid 0), B(8∣0)B(8 \mid 0), Cu(8−u∣f14(u))C_u(8-u \mid f_{\frac{1}{4}}(u)) und Du(u∣f14(u))D_u(u \mid f_{\frac{1}{4}}(u)), wobei uu alle Werte des Intervalls ]0;4[]0; 4[ annimmt.

b

Begründen Sie, dass der Punkt (4∣16k)(4 \mid 16k) der Hochpunkt von GkG_k ist. [3 BE]

c

Bestimmen Sie den Abstand der Hochpunkte von GkG_k und Gk+1G_{k+1}. [2 BE]

i

Unter den betrachteten Trapezen hat eines den größten Flächeninhalt. Ermitteln Sie den zugehörigen Wert von uu. [5 BE]

u=u =

Aufgabenstellung: Aufgabe WTR 2 - Aufgabe 1: Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Analysis (WTR) 2019

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

b Begründen Sie, dass der Punkt (4∣16k)(4 \mid 16k) der Hochpunkt von GkG_k ist.

Lösung: GkG_k ist eine nach unten geöffnete Parabel. Aufgrund der Lage der Schnittpunkte mit der x-Achse liegt der Hochpunkt bei x=4x = 4. Es gilt fk(4)=16kf_k(4) = 16k.

c Bestimmen Sie den Abstand der Hochpunkte von GkG_k und Gk+1G_{k+1}.

Lösung: 16

i Unter den betrachteten Trapezen hat eines den größten Flächeninhalt. Ermitteln Sie den zugehörigen Wert von uu.

Lösung: 83\frac{8}{3}

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