Modellierung mit Exponentialfunktionen?

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Hey,

was für einen Ansatz hast du denn bei Aufgabe 20 e) für G(t) bis jetzt schon ausprobiert?

Und bei 21 e) ist es normalerweise der einfachste Weg einfach F(x) nach x abzuleiten und mit der Funktion f(x) zu vergleichen.

20 e) Wachstumsrate f(t)=0,5*t*e^(-0,25*t) zum Zeitpunkt t=0 → f(0)=2500 Elefanten

G(t)=0,5*t*e^(-0,25*t)+2500

21 Kurvendiskussion durchführen

a) f(5)=500*5*e^(-0,1*5)=1516,32 → liegt vor dem Maximum → Kurve steigt

f´(t)=m>0 positive

b) Extrema bestimmen → ableiten und Nullstellen bestimmen

Produktregel (u*v)´=u´*v+u*v´

Kettenregel f´(x)=z´*f´(z)=innere Ableitung mal äußere Ableitung

elementare Ableitung f(x)=e^(x) → f´(x)=e^(x)

f(t)=500*t*e^(-0,1*t)

u=500*t → u´=du/dt=500

v=e^(-0,1*t) nach der Kettenregel → Substitution (ersetzen) z=-0,1*t z´=dz/dt=-0,1

f(z)=e^(z) → f´(z)=e^(z)

v´=dv/dt=z´*f´(z)=-0,1*e^(-0,1*t)

f´(t)=500*e^(-0,1*t)+(500*t)*(-0,1)*e^(-0,1*t) nun e^(-0,1*t) ausklammern

f´(t)=e^(-0,1*t)*(500-50*t)

f´(t)=0=e^(-0,1*t)*(500-50*t) Satz vom Nullprodukt c=a*b hier c=0 wenn a=0 oder

b=0 oder a=b=0

e^(-0,1*t) kann nicht NULL werden

0=500-50*t → t=500/50=10

Maximum bei tmax=10 f(10)=1839,391

überprüfen auf Maximum oder Minimum → noch mal ableiten

f´´(t)=... wieder Produktregel anwenden

Bedingung Maximum f´(x)=0 und f´´(x)<0

Bedingung Minimum f´(x)=0 und f´´(x)>0

c) f(t)=f(tmax)/2=1839,39/2=919,695 Anrufe pro Minute

919,69=500*t*e^(-0,1*t) kann man nicht nach t auflösen

Kann man nur durch Probieren ermitteln oder mit einem Graphikrechner (GTR,Casio),wie ich einen habe

0=500*t*e^(-0,1*t)-919,69 → t1=2,319... und t2=26,78..

also bei t2=t=26,78 → fallender Teil der Funktion

d) ermitteln,wo die Steigung der Funktion f´(t)=m=... ein Extrema hat

noch mal ableiten f´´(t)=0=..... → Nullstellen ermitteln

mit f´´´(x)=... prüfen auf Maximalwert von f´´(x)=.. oder Minimmalwert f´´(x)=..

e) Stammfunktion F(t)=.... → abgeleitet ergibt f(t)=500*t*e^(-1*t)

Den Rest schaffst du selber.

Prüfe auf Rechen- und Tippfehler.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – hab Maschinenbau an einer Fachhochschule studiert

Marina106 
Beitragsersteller
 21.02.2021, 16:18

Danke 🥰

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Was für ein Problem hast du denn? In e) ist eine Funktion F gegeben, für die du zeigen sollst, dass sie eine Stammfunktion von f ist. Etwas genauer ist also zu zeigen, dass

f = dF/dt

gilt. Damit kannst du auch leicht die Anrufe innerhalb der ersten Stunde ermitteln als

F(60) - F(0).

Edit: Wenn sich der Aufruf auf Teilaufgabe d) bezieht, musst du natürlich erst diesen Zeitpunkt t0 bestimmen und dann

F(t0+60) - F(t0)

berechnen.

bei Exponentialfunktionen der Form f(x)=0=e^(x)+a*x+c

kann man nicht nach x umstellen oder ausrechnen.

Die Nullstellen werden angenähert durch probieren herausgefunden und dann verbessert man den Wert mit einer dieser Näherungsformeln.

Nach Newton (Tangentenverfahren) oder nach Regula falsi (Sehnenverfahren)

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