Aufgabenblock — AFB II
Zehn Sachaufgaben aus dem ganzen Kapitel: erst die Situation in Bedingungen übersetzen, dann das LGS von Hand oder mit dem GTR lösen und das Ergebnis deuten — mit gestuften Tipps, wenn du nicht weiterkommst.
Aus einer Düse am Beckenrand steigt ein Wasserstrahl bogenförmig auf. Er tritt im Ursprung aus, erreicht in 2 m Entfernung seine größte Höhe von 2 m und trifft 4 m von der Düse entfernt wieder auf Höhe 0 auf. Modell: f(x) = ax² + bx + c.
Stelle die Bedingungen auf. a) Welchen Wert hat a? b) Wie hoch ist der Strahl 1 m von der Düse entfernt?
Vollständige Lösung
Eine Achterbahn beginnt ihre Abfahrt im Hochpunkt H(0 | 30) und erreicht im Tiefpunkt T(40 | 6) die tiefste Stelle (Angaben in m). Dazwischen soll das Profil durch eine Funktion dritten Grades beschrieben werden.
Ermittle den Funktionsterm. a) In welcher Höhe fährt der Wagen bei x = 10 m? b) Das stärkste Gefälle liegt genau in der Mitte bei x = 20. Wie groß ist es in Prozent?
Vollständige Lösung
Eine Werkstatt fertigt Lampen. Für 0, 10 und 20 Stück fallen Kosten von 100 €, 180 € und 300 € an. Die Kosten sollen durch K(x) = ax² + bx + c beschrieben werden.
Bestimme die Koeffizienten ohne Rechner. a) Welchen Wert hat a? b) Welche Kosten sagt das Modell für 30 Stück voraus?
Vollständige Lösung
Ein Wassergraben hat die Ränder A(0 | 0) und B(4 | 0) (Angaben in m); die tiefste Stelle liegt bei x = 2. Ansatz: f(x) = ax² + bx + c. Aus diesen drei Angaben entsteht ein LGS.
Untersuche die Lösbarkeit. a) Welche Zahl steht nach dem Gauß-Verfahren rechts in der letzten Zeile 0 = □? b) Der Graben ist 0,8 m tief. Welchen Wert hat a dann?
Vollständige Lösung
Das Profil einer BMX-Strecke wird an vier Stellen vermessen (x in m, y in dm): (0 | 10), (2 | 13), (4 | 10) und (6 | 13). Durch diese Punkte soll der Graph einer Funktion dritten Grades gehen.
Berechne die Koeffizienten mit dem GTR (MENU › Gleichung › F1 SIMUL › F3 für vier Unbekannte). a) Welchen Wert hat a? b) Wie hoch ist die Strecke bei x = 3 m?
Vollständige Lösung
Ein Abflussrohr fällt geradlinig entlang y = −x bis zum Punkt A(0 | 0). Ab B(2 | −2) verläuft ein waagerechtes Rohr (Angaben in m). Ein Rohrbogen f vom Grad 3 soll beide Rohre knickfrei verbinden.
Leite die vier Bedingungen aus der Skizze her. a) Welchen Wert hat a? b) Welchen Wert hat b?
Vollständige Lösung
Ein Planschbecken soll als 6 m breite Mulde mit dem Querschnitt fk(x) = k · x · (x − 6) angelegt werden (x, y in m). In der Mitte soll es 1,8 m tief sein.
Löse die Bedingung nach k auf. a) Welchen Wert hat k? b) Unter welchem Winkel fällt der Rand bei x = 0 ab (auf eine Nachkommastelle)?
Vollständige Lösung
Bei Versuchen wurde der Anhalteweg s (in m) bei verschiedenen Geschwindigkeiten v (in km/h) gemessen: 30 → 16, 50 → 34, 70 → 57, 90 → 90, 110 → 129. Mit dem GTR wird eine quadratische Regression durchgeführt (F2 CALC › F3 REG › F3 X²).
Werte das Ergebnis aus. a) Welchen Anhalteweg sagt die Regressionskurve für 130 km/h voraus (eine Nachkommastelle)? b) Wie groß ist die Abweichung r = y − f(70) beim Messwert für 70 km/h (zwei Nachkommastellen)?
Vollständige Lösung
Ein Minigolf-Hindernis hat zwei gleich hohe Hügel mit den Hochpunkten H₁(−2 | 3) und H₂(2 | 3) und dazwischen die Mulde T(0 | 1) (Angaben in dm). Das Profil ist achsensymmetrisch: f(x) = ax⁴ + bx² + c.
a) Welchen Wert hat a? b) Wie groß ist f(3)? Interpretiere dieses Ergebnis für die Bahn.
Vollständige Lösung
Eine Bergstraße beginnt im Tal im Ursprung. Am Aussichtspunkt S(2 | 4) verläuft sie kurz waagerecht und steigt danach weiter an — dort liegt ein Sattelpunkt (x in 100 m, y in 10 m). Ansatz: f(x) = ax³ + bx² + cx + d.
Erläutere, welche vier Bedingungen die Beschreibung liefert. a) Welchen Wert hat a? b) Wie hoch liegt die Straße bei x = 4?
