Aufgabe a · Abitur NRW Mathematik GK · Nachtermin · GTR · Weiterbildungsko 2022

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung GK · Nachtermin · GTR · Weiterbildungskolleg (2022)

Aufgabenstellung

Das Umweltbundesamt erfasst in regelmäßigen Abständen, wie hoch die Stickstoffdioxidkonzentration in der Luft ist. In Düsseldorf wurden über zehn Stunden ab 8 Uhr (Beobachtungsbeginn) Messwerte erhoben, die durch die folgende Funktion kk mit

k(t)=0,75t2−8t+60,t∈R, 0≤t≤10k(t) = 0{,}75t^2 - 8t + 60, \quad t \in \mathbb{R}, \ 0 \le t \le 10 beschrieben werden. Dabei gibt tt die seit Beobachtungsbeginn vergangene Zeit in Stunden an und k(t)k(t) die Stickstoffdioxidkonzentration zum Zeitpunkt tt in μg/m3\mu\text{g}/\text{m}^3.

(1)

Bestimmen Sie, wie hoch die Stickstoffdioxidkonzentration um 18 Uhr ist.

(2)

Berechnen Sie den Wert des Terms k(10)−k(8)10−8\dfrac{k(10)-k(8)}{10-8} und interpretieren Sie ihn im Kontext der Aufgabe.

(3)

Berechnen Sie k′(8)k'(8) und interpretieren Sie das Ergebnis im Kontext der Aufgabe.

Aufgabenstellung: Aufgabe a · Abitur NRW Mathematik GK · Nachtermin · GTR · Weiterbildungsko 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

(1) Bestimmen Sie, wie hoch die Stickstoffdioxidkonzentration um 18 Uhr ist.

Lösung: 55 µg/m³

(2) Berechnen Sie den Wert des Terms k(10)−k(8)10−8\frac{k(10)-k(8)}{10-8}

Lösung: 5,5 µg/m³ pro Stunde

(2) ... und interpretieren Sie ihn im Kontext der Aufgabe.

Lösung: Die Stickstoffdioxidkonzentration nimmt zwischen 16 Uhr und 18 Uhr um durchschnittlich 5,5 µg/m³ pro Stunde zu.

(3) Berechnen Sie k′(8)k'(8)

Lösung: 4 µg/m³ pro Stunde

(3) ... und interpretieren Sie das Ergebnis im Kontext der Aufgabe.

Lösung: Um 16 Uhr beträgt die momentane Änderungsrate der Stickstoffdioxidkonzentration 4 µg/m³ pro Stunde.

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