Aufgabe B2 - Teilaufgabe c (2) und (3) · Abitur NRW Mathematik GK · Haupttermin · CAS · Weiterbildungsk 2023

Thema: Differentialrechnung: Tangenten, Extrem- und Wendepunkte · Aus der Prüfung GK · Haupttermin · CAS · Weiterbildungskolleg (2023)

Aufgabenstellung

Durchläuft GfG_f die drei Schritte in der genannten Abfolge, ergibt sich der Graph der in Aufgabe c) untersuchten Funktion gg.

Abbildung 1 zeigt den Graphen der in R\mathbb{R} definierten Funktion gg mit

g(x)=−127x⋅(x−6)⋅(x−12)+14g(x) = -\frac{1}{27}x \cdot (x - 6) \cdot (x - 12) + 14

In einem Modell, das aus langjährigen Messungen gewonnen wurde, beschreibt gg für 0≤x<120 \le x < 12 den Verlauf der Tagesdurchschnittstemperatur an einem bestimmten Ort.

Hierbei steht xx für die in Monaten gemessene Zeit, die seit einem festgelegten Tag des Kalenderjahres verstrichen ist, und g(x)g(x) für die Temperatur in °C.

(2)

Geben Sie die Wendestelle von gg an.

Beschreiben Sie, was diese Wendestelle für den zeitlichen Verlauf der Tagesdurchschnittstemperatur bedeutet.

(3)

Die folgenden Rechnungen stellen zusammen mit Abbildung 1 die Lösung einer Aufgabe aus einem Sachzusammenhang dar:

g′(x)=0  ⟺  x=6−12  ∨  x=6+12g'(x) = 0 \iff x = 6 - \sqrt{12} \;\lor\; x = 6 + \sqrt{12}

g(6+12)−g(6−12)≈6,2g(6 + \sqrt{12}) - g(6 - \sqrt{12}) \approx 6{,}2

Geben Sie eine dazu passende Aufgabenstellung an und erläutern Sie den gezeigten Lösungsweg.

Aufgabenstellung: Aufgabe B2 - Teilaufgabe c (2) und (3) · Abitur NRW Mathematik GK · Haupttermin · CAS · Weiterbildungsk 2023

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

(2) Geben Sie die Stelle an, an der g einen Wendepunkt hat.

Lösung: x=6x = 6

(2) Beschreiben Sie, was diese Wendestelle für den zeitlichen Verlauf der Tagesdurchschnittstemperatur bedeutet.

Lösung: Die Wendestelle gibt an, wann die Tagesdurchschnittstemperatur im Modell am stärksten zunimmt (bzw. die stärkste Erwärmung stattfindet).

(3) Geben Sie eine dazu passende Aufgabenstellung an.

Lösung: Ermitteln Sie die Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Tagesdurchschnittstemperatur.

(3) Erläutern Sie den gezeigten Lösungsweg.

Lösung: In der ersten Zeile werden die möglichen Extremstellen von g bestimmt. Anhand von Abbildung 1 wird ersichtlich, dass diese Stellen tatsächlich absolute Extremstellen im Modellierungsbereich sind. In der zweiten Zeile wird die Differenz zwischen den zugehörigen Funktionswerten berechnet.

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