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[Abitur-Aufgabe] Lineare Algebra

Schüler Gymnasium, 12. Klassenstufe

Tags: Abitur, Algebra, dringlich, Linear, mündlich, Textaufgabe

 
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Peterkempe

Peterkempe aktiv_icon

10:23 Uhr, 18.06.2025

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Berechnen Sie zu den gegebenen Bedingungen im Jahr 2024 die zu erwartende Population von Blauwalen (Unterarten sollen vernachlässigt werden!) in den kommenden 100 Jahren. Entwickeln Sie mit Hilfe eines mathematischen Modells im Themengebiet der linearen Algebra Vorschläge, durch deren sofortige Umsetzung sich die Population langfristig stabilisieren würde und geben Sie die daraus resultierende Populationsmatrix an.

Ich habe folgende Daten recherchiert: die Jungtiere werden nach 8-10 Jahren geschlechtsreif.
Die Weibchen bekommen jedes Jahr 0,5 Jungtiere.
Die Lebenserwartung beträgt 72 Jahre

Ich würde mit einer 2x2 Matrix rechnen, also mit Jungtieren und Erwachsenen, jedoch sind mir die Werte für die Matrix noch unbekannt,also wie kann ich die Werte herausbekommen bzw. mit welchen Werten kann ich rechnen in der Matrix?

Vielen Dank im Vorraus!
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
KL700

KL700 aktiv_icon

10:36 Uhr, 18.06.2025

Antworten
Kurze Vorgehensweise für 2×2 Populationsmatrix
1. Altersklassen definieren

Jungtiere: 0-9 Jahre
Erwachsene: 10-72 Jahre

2. Matrixwerte berechnen
P=[sJf]
[gsA]

sJ (Überlebensrate Jungtiere) =910=0,9
f (Fruchtbarkeit) =0,5 × 0,5=0,25
g (Übergangsrate) =110=0,1
sA (Überlebensrate Erwachsene) =6263=0,984

3. Matrix aufstellen
P=[0,90,25]
[0,10,984]
4. Stabilität prüfen

Dominanten Eigenwert λ berechnen
Wenn λ <1: Population schrumpft
Für Stabilität: Parameter so anpassen, dass λ ≥ 1

5. Verbesserungen
Überlebensraten und/oder Fruchtbarkeit erhöhen bis λ ≥ 1.
Peterkempe

Peterkempe aktiv_icon

11:02 Uhr, 18.06.2025

Antworten
Vielen Dank für die schnelle Antwort!

Mir stellt sich noch die Frage wie du auf die Rechnungen für die Überlebensrate und die Übergangsrate gekommen bist. Warum genau 9 durch 10? bzw. 1 durch 10?


Kann ich auch bei der Fortpflanzungsrate der Erwachsenen mit 0,5 rechnen (warum muss ich 0,5 noch einmal mit 0,5 multiplizieren ?)




Antwort
mathadvisor

mathadvisor aktiv_icon

13:56 Uhr, 18.06.2025

Antworten
Am einfachsten ist es, wenn KL700 die KI nennt, die für ihn diese Antwort generiert hat. Dann kannst Du diese KI direkt fragen.