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Wachstumsfunktion bestimmen.

Schüler Gymnasium, 13. Klassenstufe

Tags: Funktion, Wachstum

 
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Freddy123

Freddy123 aktiv_icon

18:45 Uhr, 19.07.2017

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Eine Aufgabe fürs Regenwetter

Aus einem Quadrat F0 der Seitenlänge a gehen, wie in der unten geposteten Zeichnung angedeutet, neue Figuren F1 und F2 usw. hervor. Dabei sollen die im t+1-ten Schritt angefügten Quadrate immer nur 13 -mal so breit sein wie die im t-ten Schritt angefügten.
a) Berechnen Sie die Umfänge U(F0),U(F1),U(F2),U(F3) und U(F4).
b) Bestimmen Sie allgemein den Längenzuwachs U(Ft+1)U(Ft) im t+1-ten Schritt und geben Sie eine Formel für U(Ft) als Funktion von t an. Um welche Wachstumsart handelt es sich?
c) Versuche Sie die Aufgabe zu lösen, wenn nicht die Umfänge U(Ft), sondern die Flächeninhalte A(Ft) der Figuren Ft gefragt sind. Diskutieren Sie, welches Wachstum jetzt vorliegt und geben Sie die charakteristischen Größen dieses Wachstums an.

Wer macht mit?

Freddy

Unbenannt

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)
Exponentielles Wachstum (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Femat

Femat aktiv_icon

22:46 Uhr, 19.07.2017

Antworten
schau mal hier:

http//www.poenitz-net.de/Mathematik/4.Funktionen/4.7.A.Beschraenktes%20Wachstum.pdf
Freddy123

Freddy123 aktiv_icon

12:41 Uhr, 20.07.2017

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Danke für den Hinweis, Femat.

Die dort gestellte Aufgabe 8 ist – von Kleinigkeiten in der Formulierung abgesehen – ja genau meine Aufgabe.
Und da dort auch zur Kontrolle die Lösungen angegeben sind, bedeutet das, dass U(Ft)=(4+2t)a die gesuchte Umfangfunktion ist und dass es sich daher bei den Umfängen um ein lineares Wachstum handelt.
Weshalb fällt es mir nur so schwer zu verstehen, dass der Umfangzuwachs von U(Ft) nach U(Ft+1) jeweils 2a betragen soll?

Freddy


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ElChupanibre

ElChupanibre aktiv_icon

02:32 Uhr, 22.07.2017

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Hey Freddy!

Betrachte den Übergang von der 1. zur 2. Stufe.
An drei Seiten kommen die kleinen Quadrate hinzu, genauer gesagt, drei Seiten der kleinen Quadrate, jede 13a lang. Macht pro Seite 313a. Bei 3 Seiten (des großen Quadrats) 3313a=3a. Gleichzeitig verschwindet an den "Andockstellen" jeweils 13a der Seitenlängen des ursprünglichen Quadrats. Also ziehst du 313a wieder ab.

Zusammengefasst: 3313a-313a=2a Zuwachs pro Stufe.

Die verschwindenden Stück an den Andockstellen sind bei der Zeichnung noch vorhanden, zählen aber nicht zum Umfang.

Öhm... ja!
Frage beantwortet
Freddy123

Freddy123 aktiv_icon

15:18 Uhr, 26.07.2017

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Hallo, ElChupanibre,

deine Erklärung ist einleuchtend und kann ich nachvollziehen. Danke.

Wer an den weiteren Lösungsgang interessiert ist, der gucke oben bei Femats Eintragung und der von ihm angegebenen Website nach. Dort ist unter "4.7. Lösungen zu den Aufgaben zum beschränkten Wachstum" und "Aufgabe 8" (etwas variiert) die Lösung der von mir gestellten Aufgabe angegeben.
Bei den Flächeninhalten A(Ft) handelt es sich für t=1,2,3,...,k um die Teilsummen aus der geometrischen Folge a2,13a2,(13)2a2,... ,(13)kak, also um die Teilsummenfolge A(Ft)=a2(1-(13)t).

Freddy