Matheaufgabe komme nicht ganz draus...
Hallo Leute,
ich besuche momentan die 2. Kanti ( Abi ähnlich aber schwieriger ) und habe eine Aufgabe bekommen die ich nicht verstehe.
Hier die Aufgabe:
Für die Zuwachsrate z einer Pflanzenpopulation für die nächsten 20 Jahre wird folgende Modellannahme zugrunde gelegt:
z(x) = 0,015x(x-10)*(x-20),
dabei wird x in Jahren und z(x) in Pflanzen/Jahr angegeben.
a) Finden sie die Nullstellen, Extremstellen und Wendestellen raus und skizzieren sie den Grafen von z. - (Noch die einfachste Sache)
b) Wann ist der Bestand maximal ? - (Dafür müsste ich doch nur die höchste Stelle vom Grafen ablesen, oder ?)
c) Zur Zeit x=0 sind 150 Pflanzen vorhanden. Wie groß ist der Bestand nach 15 Jahren ? - (Keine Idee wie ich da rangehen soll)
d) Bestimmen sie den Minimal- und den Maximalbestand in den nächsten 20 Jahren. - ( Für mich heißt das wieder nur ablesen, oder ? )
Bitte um Hilfe. Danke
2 Antworten
Hey,
als erstes würde ich die Funktion umschreiben (ausmultiplizieren), so dass sie übersichtlicher ist.
Nulltstellen: f(x) = 0 setzen und nach x auflösen (kannn man direkt ablesen aus der Form, wie sie dargestellt ist)
Maximum: Hier ist eine Extremstelle gesucht. Also: f'(x) = 0 setzen und nach x auflösen, hier wirst du wahrscheinlich mehrere Werte herausbekommen (z.B. mit a/b/c-Formel oder p/q-Formel). Dann musst du diese in f''(x) einsetzen und schauen, ob f''(x_i) > = oder < 0 ist. Falls f''(x_i)<0, so ist x_i ein Maximum.
Nach 15 Jahren: Naja, x sind die Jahre, f(x)=y sind die Anzahl der Pflanzen/Jahr. Am Anfang sind 0 Pflanzen da.
Also suchen wir die Pflanzen, welche in 15 Jahren hinzu gekommmen sind --> Integral! Also: Stammfunktion bilden und von 0 bis 15 integrieren.
Maximaler Bestand, minimaler Bestand: Ich gehe mal davon aus, dass die Funktion den Zuwachs pro Jahr angibt. Dann ist in d) danach gefragt, wann der Bestand maximal und minimal ist. Naja: Minimal wird der bei x=0 sein, da es hier keine Pflanzen gibt, und negative Pflanzen machen keinen Sinn. Dann musst du dir die Nullstellen anschauen: Sobald der Graph negativ wird, so nimmt der Zuwachs zurück. Im Positiven wächst der Zuwachs. Falls es nur eine Nullstelle gibt ist es trivial: Der maximale Bestand ist an der Nullstelle (denn bis dahin wächst der Bestand). Falls es mehrere Nullstellen gibt, so musst du von Nullstelle zu Nullstelle integrieren und dir dann den Bestand anschauen.
Hat das geholfen?
Liebe Grüße
Hhaahaha gegen den Ratgeberhelden ;) Aber ja du warst zuerst :D
b) Sei Z(x) = der Bestand und Z‘(x) = z(x) .
Extrema von Z(x) für Z‘(x) = z(x) = 0, also für x = 0 ; 10 ; 20.
Zur Unterscheidung von Minima und Maxima dient
Z‘‘(x) = z‘(x)= k (x - 10)(x - 20) + kx(x - 20) + kx (x -10) mit k = 0,015.
Damit ist z‘(x) = 200 > 0, also Min. und z‘(10) = ‒ 200 < 0 also Max.
und z‘(20) = 200 also Min.
c) z(x) = kx (x²‒ 30x + 200) = k (x³ ‒ 30x² + 200x)
Z(x) = ʃ z(x) dx = k (¼x^4 ‒ 10x³ + 100x²) + C =
¼ kx²(x² ‒ 40x + 400) + C = ¼ kx² (x ‒ 20)² + C.
Wegen Z(0) = 150 ist C = 150. Damit ist Z(15) = ¼ k ∙ 15² ∙5² + 150
d) Z(0) und Z(10) und Z(20) berechnen.
Yuuuss habs verstanden :D Dankeeee!!!