Aufgabe 2 (WTR 3) - Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2022

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung LK · Teil B · Analysis (WTR) (2022)

Aufgabenstellung

Der betrachtete Behälter ist kugelförmig und hat einen Innendurchmesser von 100 cm. Das Füllvolumen der Flüssigkeit im Behälter in Litern kann in Abhängigkeit von der Füllhöhe hh mit dem Term V(h)=11000⋅∫0hπ⋅(502−(50−x)2)dxV(h) = \frac{1}{1000} \cdot \int_{0}^{h} \pi \cdot \left(50^2 - (50 - x)^2\right) \mathrm{d}x berechnet werden.

c)

Die Abbildung 3 zeigt den Graphen der Funktion h↦V(h)h \mapsto V(h). Begründen Sie, dass der Wendepunkt dieses Graphen die x-Koordinate 5050 hat, und berechnen Sie das zugehörige Füllvolumen.

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 (WTR 3) - Differentialrechnung · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

c) Begründen Sie, dass der Wendepunkt dieses Graphen die x-Koordinate 50 hat

Lösung: V''(h) = 1/1000 * (100pi - 2pi*h) hat genau für h = 50 eine Nullstelle mit Vorzeichenwechsel.

c) und berechnen Sie das zugehörige Füllvolumen.

Lösung: 2503π\frac{250}{3}\pi l / 261,8261{,}8 l

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