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Exponentialfunktionen ,Abnahme und Wachstum

Schüler Gesamtschule, 12. Klassenstufe

Tags: abnahme, Exponentialfunktion, Wachstum

 
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Imnotreal94

Imnotreal94 aktiv_icon

16:22 Uhr, 08.11.2011

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Hey :-)

ich schreibe morgen eine Klassenarbeit und ich bin in der 12.Klasse .. wir haben bis jetzt noch keine Logaritmen benutzt und rechnen auch ohne sie ,aber es wird in der Arbeit erlaubt sein diese benutzen zu dürfen = Kein Einwand dagegen ,dass es mir jemand beibringen will .

Hier ist eine Aufgabe zum Wachstum der Bevölkerung :

Aufgabe 1:

Ein Distrikt eines Entwicklungslandes hatte Ende 1988 rund 120.000 Einwohner . Die Bevölkerungszahl nimmt laut Statistik jährlich um 2,5% zu .

a) Wie viele Einwohner wird dieser Distrikt Ende 2000 voraussichtlich haben?

Meine Berechnung :

-1988=120.000 Bürger
-2000= ???

f(x)=abt
f(x)=120.0001,02512=161.386,6589 Bürger :-)

Stimmt das?

Eigentliche Frage wo ich jetzt dran bin :

b) Die Landwirtschaft diese Distrikts konnte zum Jahresende 80.000 Menschen ernähren.
Und jetzt wird bis Ende 2000 ein Projekt gestartet bei dem die Landwirtschaft sich um 70% steigert .

Frage : Wie viele Menschen sind demnach rechnerisch im Jahre 2000 noch auf eine Nahrungsmitteleinfuhr angewiesen ,wenn sie nicht hungern wollen ?

Meine Berechnung :

1988=80.000 Bürger die versorgt werden
2000= XXXX

f(x)=80.0001,712=46 Millionen noch was ....

Da liegt ja ein Fehler vor ... aber wie muss es richtig sein?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Exponentielles Wachstum (Mathematischer Grundbegriff)
e-Funktion (Mathematischer Grundbegriff)
Exponentialfunktion (Mathematischer Grundbegriff)

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

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16:38 Uhr, 08.11.2011

Antworten
a) ist richtig, nur Kommazahlen bei Menschen?
b) hast Du falsch verstanden. Nicht jährlich wird der Ertrag um 70% gesteigert, sondern bis zum Jahr 2000.
Ertrag_2000= 1,780000=136000
Antwort
prodomo

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16:38 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Die Bevölkerungszahl im Jahre 2000 ist richtig. Aber die Antwort wäre in einer Klausur fatal. Du musst die Frage im Sinnzusammenhang beantworten, und da sind 0,6589 Bürger eben Blödsinn. Nach dem zahlenmäßig exakten Ergebnis müsste es ca. 161.000 Bürger heißen.

Bei der zweiten Aufgabe ist sicher gemeint, dass in den 12 Jahren insgesamt 70% Mehrerträge erreicht werden, also 1,780000=136000 im Jahre 2000. Demnach wären noch ca. 25.000 Menschen auf Einfuhren angewiesen.
Imnotreal94

Imnotreal94 aktiv_icon

16:47 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Jo :-D) Danke ... sehe ich hier gerade auch :-D)

Ich habe mir den Text ein drittes mal durchgelesen und das selbe mal im Kopf mit dem
3-Satz probiert ... und naja da kam eben für 70% von 80.000=56.000 raus ... und die +80.000 sind =136.000

a)= :-D) Würde ich eh aufrunden :-D) ,aber danke für den Tipp :-)

Hmm :-D)

Eine weitere Frage :

c) In welchem Jahr könnte dieser Distrikt seine Bewohner selbst ernähren,wenn die für das Jahr 2000 errechnete Lebensmittelproduktion von da an jährlich um 4% steigt?

Berechnung :

f(x)=136.0001,04x

Da wir keine Logaritmen gelernt haben habe ich es einfach ausprobiert und es kam nach ung. 4,4 Jahren 161.664 raus.

Kann man das so schreiben und stimmt das?
Antwort
Matheboss

Matheboss aktiv_icon

17:01 Uhr, 08.11.2011

Antworten
In den Jahren wächst aber die Bevölkerung auch weiter.
1610001,025x=1360001,04x
x=11,6 Jahre ungefähr
Imnotreal94

Imnotreal94 aktiv_icon

17:16 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Ah... ,dann muss ich wenn ich x=t Die Zeit berechnen will 2 Funktionen gleichsetzen und dann nach x auflösen right?
Antwort
Matheboss

Matheboss aktiv_icon

17:20 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Sorry dass ich x statt t geschrieben habe.
Ansonsten richtig.
Wenn Du noch sortierst,
161136=1,04x1,025x
161136=(1,041,025)x
jetzt wäre der Logarithmus nötig, den Ihr noch nicht kennt, aber mit gutem TR gehts näherungsweise auch durch probieren.
Imnotreal94

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17:25 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Ah :-D) Kein Problem :-)

Hmm.. wir haben alle in der Klasse den selben rechner ..nämlich folgenden :

Casio fx-991ES ; Two Power Way Verfügt über viele Optionen und Menüs Mode /5 Additionsverfahren , Mode /7 Tabelle

Man kann X eintippen und dann mit Calculate eben den X Wert probierend rausrechnen ..

Aber sie können mir ruhig das Geheimnis hinter den Logaritmen erklären :-D) ,denn wir dürfen diese in der Arbeit benutzen ... müssen aber nicht :-)
Imnotreal94

Imnotreal94 aktiv_icon

17:34 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Eine weitere Frage zu einer anderen Aufgabe :

2) Eine Bakterienkultur umfasst anfangs 50000 Bakterien und jede 20 Minuten wächst sie um 20%.

a) Wie viele Bakterien sind es nach 3 Stunden?

?????

Könnte mir jemand helfen?

MatheBoss musste off hmpf :(
Antwort
DmitriJakov

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18:21 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Die Wachstumsrate ist 1,2. Die Periodenzahl ist 33, denn jede Szunde hat 3 20-Minuten Intervalle und drei Stunden sind vergangen. Also: N01,29

Imnotreal94

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18:24 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Hmm :-D) ok 33=9 :-D)
Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

18:26 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Hatte mich innerhalb von 10 Sekunden verbessert. Aber das war wohl nicht schnell genug ;-)

Imnotreal94

Imnotreal94 aktiv_icon

18:30 Uhr, 08.11.2011

Antworten
:-D)

.... -.- die b) ist aber auch irgendwie nicht zu verstehen....

b) Nach welcher Zeit sind es 10 Millionen ... hm?

Kannst du mir kurz die Logaritmen beibringen? :-D)

Wie wende ich das nun an? Weil ich habe keine Lust eine halbe Stunde danach suchen zu müssen ob das Ergebnis stimmt ... mit dem hin und her probieren ..
Imnotreal94

Imnotreal94 aktiv_icon

18:30 Uhr, 08.11.2011

Antworten
:-D)


Hmm ... nagut ... dann hätte ich eine Frage zur exponentiellen Abnahme die Aufgabe ist recht schwer .. so wurde es mir gesagt und ich kenne noch nicht mal die Formel für die Exponentielle Abnahme

Aufgabe :

An einem kalten Wintertag stellt Stefi einen frische gekochten Pudding vor das Fenster zum Abkühlen . Sie hat die Temperatur des Puddings mit einem Thermometer zu 82°C gemessen. Nach 36 Minuten st der Pudding 41 °C heiß.

a) Welche Temperatur ha der Pudding nach einer Sunde vor dem Fenster?

Hä?

Gegeben :0= 82°C ... 36=41... 60= ???

Wie muss ich das berechnen?
Antwort
DmitriJakov

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18:45 Uhr, 08.11.2011

Antworten
"Mal kurz" die Logarithmen beibringen kann ich nicht.

500001,2x=10000000

dividiert durch 10.000

51,2x=1000

1,2x=200

beide Seiten logarithmieren:

ln(1,2)x=ln(200)

x=ln(200)ln(1,2)
Imnotreal94

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18:56 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Ah :-D) Wenn man das x als Exponent in ein normales x hinkriegen will und wissen will was man dann für den Exponenten x reinschreiben muss damit 10000000 rauskommt muss man also

ln(Zahl ohne Exponent) : ln(Zahl mit Exponent) =x=t= Jahr

:-D) danke

kannst du mir auch hierbei helfen? :


Hmm ... nagut ... dann hätte ich eine Frage zur exponentiellen Abnahme die Aufgabe ist recht schwer .. so wurde es mir gesagt und ich kenne noch nicht mal die Formel für die Exponentielle Abnahme

Aufgabe :

An einem kalten Wintertag stellt Stefi einen frische gekochten Pudding vor das Fenster zum Abkühlen . Sie hat die Temperatur des Puddings mit einem Thermometer zu 82°C gemessen. Nach 36 Minuten st der Pudding 41 °C heiß.

a) Welche Temperatur ha der Pudding nach einer Sunde vor dem Fenster?

Hä?

Gegeben :0= 82°C ... 36=41... 60= ???

Wie muss ich das berechnen?


Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

19:01 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Also diese Frage mit der Temperatur ist so nicht lösbar. Gegenfrage: Was ist die Hälfte von Null Grad Celsius?



Imnotreal94

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19:05 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Die hälfte von 0 ist 0 :-D)

Gegeben :

Ursprung :0 82°C heiß
Nach 36 Minuten = 41°C heiß
Wie warm ist sie nach einer Stunde?

Das steht da k.A. hmpf
Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

19:10 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Hehe, genau das hatte ich erwartet ;-) Die Hälfte von Null Grad Celsius ist ca. -137 Grad Celsius!

Wenn also in der Aufgabe die Temperaturabnahme von 82 auf 41 Grad eine "Halbierung" nahe legt, dann ist das eine Falle ;-) ... oder es zeigt sich, dass der Autor der Frage den Physikunterricht verschlafen hat :-D)


Imnotreal94

Imnotreal94 aktiv_icon

19:13 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Und das bedeutet für mich jetzt was? :-D)

Weil der Lehrer meinte ,dass das in der Klausur dran kommt :(
Antwort
DmitriJakov

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19:20 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Also wie gesagt: Das mit dem Pudding ist nicht lösbar, denn es kommt unter anderem auf die Umgebungstemperatur an. Und NICHT auf eine willkürliche Grenze bei der das Wasser gefriert.
Imnotreal94

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20:21 Uhr, 08.11.2011

Antworten
hmm ok ich lasse die aufgabe mal :-D)


Hier eine Frage zu ganzrationalen Funktionen ( Steckbriefaufgaben )

Der Graph einer ganzrationalen Funktion dritten Grades berührt die x-Achse im Koordinatenursprung und hat im Punkt P(-3|0) die Steigung 9.

f(x)= ax^3 + bx^2 +cx +d
f'(x) =3ax^2 +2bx +c

f(-3)=0
f'(-3)=9
f'(0)=0
f(0)=0

?????
Antwort
DmitriJakov

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20:24 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Wo ist das Problem? Du hast völlig richtig die 4 Bedingungen aus den Steckbriefangaben herausgearbeitet. Jetzt musst Du das nur noch in 4 Gleichungen giessen.
Imnotreal94

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20:27 Uhr, 08.11.2011

Antworten
d=0
c=0

a=1
b=3

Funktion =>f(x)=x3+3x2

d=0 ,weil ich in f(x)=0 eingesetzt habe dann bleibt d=0 übrig
c=0 ,weil ich in f'(x)=0 eingesetztabe und dann nur c=0 übrig bleibt :-)

Der Rest lässt sich einfach so berechnen :-)


Antwort
DmitriJakov

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20:30 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Sieht gut aus :-)

Imnotreal94

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20:43 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Ich weiß wie die Pudding AUfgabe geht :-D)

Glaube ich zumindest ...

Also .. : Es ist ja gegeben ,dass am Anfang der Pudding 82°C ist und in 36 Minuten 41°

Und was ich mir gedacht habe ist ,dass wir den Wachstumsfaktor von 82 auf 41 berechnen müssen das ist dann 236 also der Wachstumsfaktor von 2 in der 36.Minute ... damit bekomme ich raus wie viel der Wachstumsfaktor pro Minute glaube ich ist ..

Das ergibt laut TR 1,019

f(t)= 82°C 1,019-x

-x weil Abnahme glaube ich und wenn ich in -x60 für 1 Stunde reinsetze kommt 25,82 raus

Ich kann das sogar beweisen meine ich ,dass das richtig ist ,denn wenn ich in -x36 einsetze kommt 41°C raus und wenn ich 0 einsetze kommt 82 raus :-)


Antwort
DmitriJakov

DmitriJakov aktiv_icon

20:59 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Nein, ist nicht korrekt. Schick Deinen Lehrer bitte in den Physiksaal zum nächsten Unterricht über Thermodynamik!

Ich gebe Dir mal ein Beispiel:
Ein Ball befindet sich 10 Meter über dem Boden. Nach einer halben Sekunde befindet er sich 1 Meter über dem Boden. Wann befindet er sich 1 cm über dem Boden?

Diese Frage kannst Du nur beantworten, wenn Du die Beschleunigung kennst. Du weisst aber nicht welchen Boden ich meine. Ich könnte ja auch den Boden des Mondes meinen, und nicht den Boden der Erde.

Und Dein Lehrer hat vergessen in seiner Aufgabe zu erwähnen welchen Boden er meint. Daher ist seine Aufgabe nicht lösbar. Ende, Schluss, aus.

Wenn er morgen eine solche Frage stellt, dann rate ich Dir sie zu ignorieren und Dich auf die restlchen Fragen zu konzentrieren. Erst wenn Du alles andere gemacht hast, dann wende Dich wieder dieser Aufgabe zu.


Imnotreal94

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21:04 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Hmpf ... es kommen 2 Steckbriefaufgaben und 2 Exponentialfunktionen dran meinte er .

Was ist denn bei der Pudding Aufgabe am fehlen? ALso was fehlt dort?
Meinst du die Kälte von draussen?
Antwort
DmitriJakov

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21:36 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Ganz genau ... die Temperatur draussen fehlt.

Ich möchte Deinem Lehrer nichts böses unterstellen ... aber er sollte extrem vorsichtig sein, wenn er Aufgaben mit physikalischem Bezug in einer Prüfung stellt, für die er erstens als Mathematiker nicht notwendigerweise qualifiziert ist und deren Lösung er nur nach mathematischen Grundsätzen benoten darf... nicht etwa nach physikalischem Wissen.

Eine extrem kitzlige Sache ... Er will einen realistischen Hintergrund für die Aufgabe bieten ... er soll interdisziplinäre Herausforderungen schaffen ... und soll den Schwierigkeitsgrad auf die mathematische Problemstellung abstimmen.

Wie gesagt, wenn Du nicht sofort weisst, wie Du mit der Aufgabe in der Prüfung umgehen sollst, dann hebe sie Dir zum Schluss auf.
Frage beantwortet
Imnotreal94

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22:12 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Nagut :-)

Ich bedanke mich vielmals bei dir :-D)

Du warst echt eine Hilfe und auch ein Dank an "MatheBoss" :-)


Ich wünsche euch allen eine gute Nacht :-)

Wünscht mir Glück :-D)

/closed

Frage beantwortet
Imnotreal94

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22:12 Uhr, 08.11.2011

Antworten
Nagut :-)

Ich bedanke mich vielmals bei dir :-D)

Du warst echt eine Hilfe und auch ein Dank an "MatheBoss" :-)


Ich wünsche euch allen eine gute Nacht :-)

Wünscht mir Glück :-D)

/closed

Antwort
SirLurchi

SirLurchi aktiv_icon

10:46 Uhr, 24.05.2012

Antworten
Das ist aber eine ganz, ganz falsche Antwort - besser wäre: "Ich kann sie nicht lösen!" - zumindest wäre sie ehrlicher, denn die Aufgabe ist lösbar und zwar ziemlich einfach lösbar.

41=82*q^36
Antwort
SirLurchi

SirLurchi aktiv_icon

10:49 Uhr, 24.05.2012

Antworten
"Ganz genau ... die Temperatur draussen fehlt.

Ich möchte Deinem Lehrer nichts böses unterstellen ... aber er sollte extrem vorsichtig sein, wenn er Aufgaben mit physikalischem Bezug in einer Prüfung stellt, für die er erstens als Mathematiker nicht notwendigerweise qualifiziert ist und deren Lösung er nur nach mathematischen Grundsätzen benoten darf... nicht etwa nach physikalischem Wissen.

Eine extrem kitzlige Sache ... Er will einen realistischen Hintergrund für die Aufgabe bieten ... er soll interdisziplinäre Herausforderungen schaffen ... und soll den Schwierigkeitsgrad auf die mathematische Problemstellung abstimmen.

Wie gesagt, wenn Du nicht sofort weisst, wie Du mit der Aufgabe in der Prüfung umgehen sollst, dann hebe sie Dir zum Schluss auf."




Zum Lösen dieser Aufgabe brauche ich keinen Bezug zur Physik. Allerdings fehlt in der Aufgabenstellung, dass eine exponentielle Abnahme vorausgesetzt werden soll.