Wie sieht die Rechnung aus(Integral)?

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Betrachtung der Graphik und Erkenntnisse daraus:

  • Die Figur ist symmetrisch zur x-Achse
  • es handelt sich um Parabeln
  • die Parabeln sind achsensymmetrisch
  • die Pupille ist ein Kreis mit r = 1

a) Ermitteln der Funktionsgleichung der Parabel mit S(0/1):
Ansatz Scheitelpunktform:
f(x) = ax^2 + 1
P(2/0) einsetzen:
0 = 4a + 1
a = -1/4

und damit:
f(x) = -1/4 x^2 + 1

Fläche zwischen Parabel und x-Achse:
F(x) = ∫f(x) dx = -1/12 x^3 + x
Ap = 2*(F(2) - F(-2) = -1/12 * 8 + 2 - (1/12 * 8 - 2) = -8/6 + 4 = 2,67

Fläche des Halbkreises:
Ak = 1/2 * π * r^2 = π/2 = 1,57

Gefärbte Fläche Af (unten plus oben):
Af = 2*(Ap - Ak) = 2 * (2,67 - 1,57) = 2,2

b)

Gesamtfläche des Auges = 2 * Ap = 5,34
Fläche Vollkreis = π = 3,14

Anteil Vollkreis an Gesamtfläche:
3,14 / 5,34 = 0,588 = 58,8 %