Aufgabe WTR 1 - Aufgabe 2 (c, d) · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2017

Thema: Integralrechnung: Flächen und Bestände · Aus der Prüfung LK · Teil B · Analysis (WTR) (2017)

Aufgabenstellung

Für ein anderes Becken wird die momentane Änderungsrate des Volumens des enthaltenen Wassers für 0≤t≤150 \le t \le 15 durch die Funktion gg mit g(t)=0,4⋅(2t3−39t2+180t)g(t) = 0{,}4 \cdot (2t^3 - 39t^2 + 180t) beschrieben. Dabei ist tt die seit Beobachtungsbeginn vergangene Zeit in Stunden und g(t)g(t) die Änderungsrate in m3h\frac{\text{m}^3}{\text{h}}. Die Funktion GG mit G(t)=0,2⋅(t4−26t3+180t2)G(t) = 0{,}2 \cdot (t^4 - 26t^3 + 180t^2) ist eine Stammfunktion von gg.

c)

Drei Stunden nach Beobachtungsbeginn sind im Becken 350 Kubikmeter Wasser enthalten. Bestimmen Sie das Volumen des Wassers zu Beobachtungsbeginn.

d)

Untersuchen Sie rechnerisch, ob es nach Beobachtungsbeginn einen Zeitpunkt gibt, zu dem das Wasservolumen ebenso groß ist wie zu Beobachtungsbeginn.

Aufgabenstellung: Aufgabe WTR 1 - Aufgabe 2 (c, d) · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2017

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

c) Drei Stunden nach Beobachtungsbeginn sind im Becken 350 Kubikmeter Wasser enthalten. Bestimmen Sie das Volumen des Wassers zu Beobachtungsbeginn.

Lösung: 150 m³ / 150,2 m³

d) Untersuchen Sie rechnerisch, ob es nach Beobachtungsbeginn einen Zeitpunkt gibt, zu dem das Wasservolumen ebenso groß ist wie zu Beobachtungsbeginn. (Existenz)

Lösung: Nein

d) Untersuchen Sie rechnerisch, ob es nach Beobachtungsbeginn einen Zeitpunkt gibt, zu dem das Wasservolumen ebenso groß ist wie zu Beobachtungsbeginn. (Begründung)

Lösung: ∫0xg(t) dt=0  ⟺  [G(t)]0x=0  ⟺  x2⋅(x2−26x+180)=0  ⟺  x=0\int_0^x g(t)\,\mathrm{d}t = 0 \iff [G(t)]_0^x = 0 \iff x^2\cdot (x^2 - 26x + 180) = 0 \iff x = 0

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