Aufgabe WTR 3 - Aufgabe 1 (f) · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2017

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

Aufgabenstellung

Gegeben ist die Schar der Funktionen fkf_k mit fk(x)=−x4+6kx2f_k(x) = -x^4 + 6kx^2, x∈Rx \in \mathbb{R} und k∈Rk \in \mathbb{R}. Der Graph von fkf_k wird mit GkG_k bezeichnet.

f

Deuten Sie für k>0k > 0 das Integral ∫03k(9k2−fk(x)) dx\int\limits_{0}^{\sqrt{3k}} (9k^2 - f_k(x))\,\mathrm{d}x mithilfe einer geeigneten Skizze geometrisch.

Aufgabenstellung: Aufgabe WTR 3 - Aufgabe 1 (f) · Abitur NRW Mathematik LK · Teil B · Analysis (WTR) 2017

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

f Deuten Sie für k > 0 das Integral geometrisch.

Lösung: Der Wert des Integrals ist der Inhalt der Fläche, die GkG_k mit der y-Achse und der Geraden mit der Gleichung y=9k2y = 9k^2 im I. Quadranten einschließt.

Skizze zur geometrischen Deutung des Integrals

Lösung: Skizze des Graphen GkG_k mit der waagerechten Tangente y=9k2y = 9k^2 durch den Hochpunkt bei x=3kx = \sqrt{3k} sowie der schraffierten Fläche zwischen der y-Achse, der Tangente und dem Graphen GkG_k im I. Quadranten.

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