Aufgabe 2 - Integralrechnung · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Analysis (CAS) 2024

Thema: Integralrechnung: Flächen und Bestände · Aus der Prüfung GK · Teil B · Analysis (CAS) (2024)

Aufgabenstellung

Gegeben ist die in R\mathbb{R} definierte Funktion hh mit h(x)=(1−x2)⋅exh(x) = (1 - x^2) \cdot e^x. Der Graph von hh wird mit GhG_h bezeichnet.

e

GhG_h schließt mit der x-Achse eine Fläche AA ein. Es gibt genau einen Punkt PP auf GhG_h mit positiver x-Koordinate, sodass die Gerade durch die Punkte O(0∣0)O(0 \mid 0) und PP die Fläche AA in zwei Flächenstücke gleichen Inhalts teilt.

Geben Sie eine Gleichung an, mit der die x-Koordinate von PP bestimmt werden kann, und veranschaulichen Sie den Aufbau der Gleichung anhand einer Skizze.

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 - Integralrechnung · Abitur NRW Mathematik GK · Teil B · Analysis (CAS) 2024

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

e Geben Sie eine Gleichung an, mit der die x-Koordinate von P bestimmt werden kann...

Lösung: ∫−10h(t) dt+∫0xPh(t) dt−12⋅xP⋅h(xP)=12⋅xP⋅h(xP)+∫xP1h(t) dt\int\limits_{-1}^0 h(t)\,\mathrm{d}t + \int\limits_0^{x_P} h(t)\,\mathrm{d}t - \frac{1}{2} \cdot x_P \cdot h(x_P) = \frac{1}{2} \cdot x_P \cdot h(x_P) + \int\limits_{x_P}^1 h(t)\,\mathrm{d}t

...und veranschaulichen Sie den Aufbau der Gleichung anhand einer Skizze.

Lösung: Skizze mit dem Graphen GhG_h, den Nullstellen bei −1-1 und 11, der Ursprungsgeraden durch P(xP∣h(xP))P(x_P \mid h(x_P)) sowie der Einteilung der Teilflächen: A1=∫−10h(t) dtA_1 = \int_{-1}^0 h(t)\,\mathrm{d}t A2=∫0xPh(t) dt−12xP⋅h(xP)A_2 = \int_0^{x_P} h(t)\,\mathrm{d}t - \frac{1}{2} x_P \cdot h(x_P) A3=12xP⋅h(xP)A_3 = \frac{1}{2} x_P \cdot h(x_P) A4=∫xP1h(t) dtA_4 = \int_{x_P}^1 h(t)\,\mathrm{d}t

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