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Aufgabe 4053
Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung Angewandte Mathematik
Quelle: BHS Matura vom 10. Mai 2017 - Teil-B Aufgabe
Angabe mit freundlicher Genehmigung vom Bundesministerium für Bildung; Lösungsweg: Maths2Mind
Spam - Aufgabe B_418
Teil a
Als Spam werden unerwünscht zugestellte E-Mails bezeichnet. Der nachstehenden Tabelle kann man die Entwicklung der Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails in Milliarden entnehmen.
Beginn des Jahres | Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails in Milliarden |
2010 | 62 |
2011 | 42 |
2012 | 30 |
Die Anzahl der Spam-Mails kann näherungsweise durch die Funktion S beschrieben werden: \(S\left( t \right) = 50 \cdot {0,6^t} + 12\)
mit:
t | Zeit in Jahren ab 2010, d. h. für den Beginn des Jahres 2010 gilt: t = 0 |
S(t) | Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails zur Zeit t in Milliarden |
1. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Zeigen Sie, dass die Funktion S die Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails für den Beginn des Jahres 2012 richtig beschreibt.
[1 Punkt]
Die Funktion S kann auch in der Form \(S\left( t \right) = 50 \cdot {e^{k \cdot t}} + 12\) angegeben werden.
2. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Berechnen Sie k.
[1 Punkt]
3. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Beschreiben Sie das Ergebnis der Berechnung \(\dfrac{{S\left( 5 \right) - S\left( 3 \right)}}{{S\left( 3 \right)}} \approx - 0,30\) im gegebenen Sachzusammenhang.
[1 Punkt]
Lösungsweg
1. Teilaufgabe
Die Angabe beinhaltet 2 gleichwertige Schreibweisen für die Funktion S.
\(\eqalign{ & Gl.1:S\left( t \right) = 50 \cdot {e^{k \cdot t}} + 12 \cr & Gl.2:S(t) = 50 \cdot {0,6^t} + 12 \cr} \)
Da wir k (noch) nicht kennen, verwenden wir die 2. Schreibweise:
\(\eqalign{ & {\text{Jahr 2012:}}\,\,\,\,\,t = 2 \cr & Gl.2:S\left( {t = 2} \right) = 50 \cdot {0,6^2} + 12 = 18 + 12 = 30 \cr} \)
Das ist der gleiche Wert wie in der Tabelle aus der Angabe, daher:
Jawohl, die Funktion S beschreibt die Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails für den Beginn des Jahres 2012 richtig
2. Teilaufgabe
Die Angabe beinhaltet 2 gleichwertige Schreibweisen für die Funktion S.
\(\eqalign{ & Gl.1:S\left( t \right) = 50 \cdot {e^{k \cdot t}} + 12 \cr & Gl.2:S(t) = 50 \cdot {0,6^t} + 12 \cr} \)
Wir setzen die beiden Schreibweisen einander gleich und bestimmen k wie folgt:
\(\eqalign{ & Gl.1 = Gl.2 \cr & 50 \cdot {e^{k \cdot t}} + 12 = 50 \cdot {0,6^t} + 12 \cr & {e^{kt}} = {0,6^t}\,\,\,\,\,\left| {\ln } \right. \cr & kt = t \cdot \ln 0,6 \cr & k = \ln 0,6 \approx - 0,51 \cr} \)
3. Teilaufgabe
Die relative Änderung ist die absolute Änderung „bezogen auf den“ oder „relativ zum“ Grundwert. Sie hat keine physikalische Einheit.
Formel für die relative Änderung: \(\dfrac{{{y_2} - {y_1}}}{{{y_1}}}\)
Dem Änderungsfaktor von -0,3 entspricht der prozentuelle Wert von -30%
Wir nummerieren die Jahre wie folgt durch:
- S(0)=2010
- S(1)=2011
- S(2)=2012
- S(3)=2013
- S(4)=2014
- S(5)=2015
→ Im Zeitraum vom Beginn des Jahres 2013 bis zum Beginn des Jahres 2015 ist die Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails um rund 30 % gesunken.
Ergebnis
Die richtige Lösung lautet
1. Teilaufgabe:
Jawohl, die Funktion S beschreibt die Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails für den Beginn des Jahres 2012 richtig
2. Teilaufgabe:
k=-0,51
3. Teilaufgabe:
Im Zeitraum vom Beginn des Jahres 2013 bis zum Beginn des Jahres 2015 ist die Anzahl der weltweit täglich versendeten Spam-Mails um rund 30 % gesunken.
Lösungsschlüssel:
1. Teilaufgabe:
1 × D: für den richtigen Nachweis (KA)
2. Teilaufgabe:
1 × B: für die richtige Berechnung von k (KA
3. Teilaufgabe:
1 × C: für die richtige Interpretation des Ergebnisses der Berechnung im gegebenen Sachzusammenhang (KA)