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Funktion und Ableitung | Hochwasser

Schüler

Tags: Ableitung, Funktion 4. Grades, Hochwasser

 
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Jaaasminchen

Jaaasminchen aktiv_icon

19:18 Uhr, 29.04.2015

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Hallo, ich habe mal wieder ein Mathe Problem, 11 Klasse G9
Wir behandeln zurzeit Ableitungen und Tangentengleichungen und hier ist eine Aufgabe:

Beobachtung des Pegelstandes über 26 Stunden (von 0.00 Uhr Dienstag bis 2.00 Uhr Mittwoch): Anfangs fiel der Pegel noch leicht auf etwa 200 cm. Ab zwei Uhr begann er dann mit zunehmender Geschwindigkeit zu steigen. Die Steiggeschwindigkeit erreichte gegen 8.00 Uhr mit etwa 40 cm/h ihr Maximum. Danach stieg der Pegel zwar immer noch an, nun aber immer langsamer bis zum Höchststand kurz vor 16.00 Uhr. Danach sank der Pegel weiter ab, und zwar zunächst immer schneller, kurz vor 24 Uhr wurde die Sinkgeschwindigkeit dann wieder kleiner. Am Ende des Beobachtungszeitraum fiel der Pegel zwar immer noch, aber mit geringer Geschwindigkeit.

Dazu gibt es auch ein Koordinatensystem, in dem die Funktion eingezeichnet ist.
Die Funktion dazu ist: h(x)= 0,01x^4-0,635x³-11,31x²-39,27x+226,1

Die Aufgabe ist jetzt, mit der Modellfunktion zu den angegebenen Zeitpunkten jeweils den Pegelstand und die momentane Änderungsrate zu bestimmen.

Wie ich den Pegelstand heraus bekomme weiß ich nicht, ich kann ihn ablesen, aber wie ich das berechne weiß ich nicht. Die momentane Änderungsrate ist mir eigentlich klar m=f'(x) also die erste Ableitung, aber ich weiß nicht welchen Punkt ich bei x einsetzen muss. Ich bin echt verzweifelt und würde mich riesig freuen, wenn wir jemand helfen könnte, schreibe morgen nämlich 'ne Mathe Klausur

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Ableitung (Mathematischer Grundbegriff)
Differenzenquotient (Mathematischer Grundbegriff)
Differenzierbarkeit (Mathematischer Grundbegriff)
Ableitung einer Funktion an einer Stelle (Mathematischer Grundbegriff)
Ableitungsfunktion (Mathematischer Grundbegriff)
Ableitungsregeln (Mathematischer Grundbegriff)
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Bummerang

Bummerang

19:33 Uhr, 29.04.2015

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Hallo,

"Wie ich den Pegelstand heraus bekomme weiß ich nicht, ich kann ihn ablesen, aber wie ich das berechne weiß ich nicht."

Wenn Du den Pegelstand ablesen kannst, dann musst Du ja bei einem bestimmten Zeitpunkt ablesen. Wiesi kannst Du dort ablesen aber den Zeitpunkt nicht in die Funktionsgleichung einsetzen? Das verstehe ich nicht!

"Die momentane Änderungsrate ist mir eigentlich klar m=f′(x) also die erste Ableitung, aber ich weiß nicht welchen Punkt ich bei x einsetzen muss."

Das ksnn daran liegen, weil man nie Punkte in die Funktions- bzw. Ableitungsgleichung einsetzt, sondern immer nur Argumente und das sind bei der Ableitung die selben wie bei der Funktion selbselbst und das sind die Zeitpunkte, die dummerweise auf "Punkte" enden aber eigentlich Argumente sind!
Jaaasminchen

Jaaasminchen aktiv_icon

19:41 Uhr, 29.04.2015

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Das mit dem Pegelstand ist mir jetzt klar, gott bin ich dämlich.
Ich versuche diese Aufgabe mit Geogebra zu lösen und habe erstmal 16 in die Funktion eingesetzt da kam dann 547,54 raus, dies ist also der Pegelstand um 16 uhr, dann wollte ich die momentane Änderungsrate berechnen und dachte ich setze in die erste Ableitung den Pegelstand ein, den ich für 16 uhr heraus bekommen habe, da kam dann aber 5989033.645 raus, was ich irgendwie falsch für eine Änderungsrate finde. Deshalb weiß ich nicht genau was ich einsetzen muss also für x
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Roman-22

Roman-22

19:55 Uhr, 29.04.2015

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x bedeutet bei dir offenbar ja eine Uhrzeit, genauer gesagt ist x die Zeit. die seit Dienstag 0:00 Uhr vergangen ist.
Deine Ableitung lautet doch sicher h'(x)=....
Warum glaubst du, dass x jetzt nicht mehr die Zeit, sondern etwas anderes (also etwa der Pegelstand h(x)) sein sollte?

Du hast also fälschlicherweise h'(h(16)) berechnet, solltest aber bloß h'(16) berechnen!

h(16) gibt dir den Pegelstand in cm nach 16 Stunden an.
h'16) gibt dir die Änderungsrate in cm/h nach 16 Stunden an.

Jaaasminchen

Jaaasminchen aktiv_icon

20:43 Uhr, 29.04.2015

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Ok soweit so gut, dann habe ich das wohl vertauscht. Aber wenn ich dann h'(16) ausrechne kommt da -1.19 raus und dann frage ich mich wieso dies eine negative Zahl ist.
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Bummerang

Bummerang

21:51 Uhr, 29.04.2015

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Hallo,

"dann frage ich mich wieso dies eine negative Zahl ist."

"... bis zum Höchststand kurz vor 16.00 Uhr. Danach sank der Pegel weiter ab, und zwar zunächst immer schneller..."

Nach der Vorgabe in der Aufgabenstellung würde ich mich eher wundern, wenn h'(16) positiv wäre!
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