Aufgabe 4404
Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung Angewandte Mathematik
Quelle: BHS Matura vom 28. Mai 2020 - Teil-B Aufgabe
Angabe mit freundlicher Genehmigung vom Bundesministerium für Bildung; Lösungsweg: Maths2Mind
Limnologie - Aufgabe B_478
Die Limnologie erforscht wichtige Kenngrößen von stehenden Gewässern wie etwa Temperatur oder Dichte.
Teil b
In der Limnologie wird für bestimmte Zwecke eine Funktion g verwendet:
\(g\left( x \right) = a \cdot {\left( {1 - \dfrac{x}{b}} \right)^{ - 1}}\)
a,b | positive Parameter |
1. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Kreuzen Sie diejenige Aussage an, die auf die Funktion g nicht zutrifft.
[1 aus 5] [1 Punkt]
- Aussage 1: g(0) = a
- Aussage 2: Für 0 < x < b gilt: g(x) > a
- Aussage 3: g ist für 0 < x < b monoton steigend.
- Aussage 4: Die Funktion g hat eine Polstelle.
- Aussage 5: g(b) = 0
Lösungsweg
1. Teilaufgabe:
\(\begin{array}{l} g\left( x \right) = a \cdot {\left( {1 - \dfrac{x}{b}} \right)^{ - 1}}\\ g(x) = \dfrac{a}{{1 - \dfrac{x}{b}}} \end{array}\)
- Aussage 1: Richtig, weil \(g(x = 0) = \dfrac{a}{{1 - \dfrac{0}{b}}} = \dfrac{a}{1} = a\)
- Aussage 2: Richtig, weil wir wie folgt zeigen können, dass der Nenner im gegebenen Intervall kleiner als 1 ist. Dazu müssen wir wissen in welchem Intervall der Bruch x/b liegt:
\(\begin{array}{l} 0 < x < b\,\,\,\,\,\left| {:b} \right.\\ 0 < \dfrac{x}{b} < 1 \to \dfrac{x}{b} \in \left[ { > 0; < 1} \right] \end{array}\)
D.h.: x/b ist größer als Null und kleiner als 1, somit kann man für g(x) folgern:
\(g\left( x \right) = \dfrac{a}{{1 - \dfrac{x}{b}}} = \dfrac{a}{{1 - \left[ { > 0; < 1} \right]}} = \dfrac{a}{{\left[ { > 0; < 1} \right]}} \to g\left( x \right) > a\)
- Aussage 3: Richtig, weil
- \(\dfrac{x}{b} \to {\text{monoton steigend}}\)
- \(1 - {\text{monoton steigend }} \to {\text{ monoton fallend}}{\text{, aber positiv}}\)
- \(\dfrac{a}{{{\text{monoton fallend}}{\text{, positv}}}} \to {\text{ monoton steigend}}\)
- Aussage 4: Eine Polstelle ist eine Definitionslücke einer Funktion, an der sich die Funktionswerte asymptotisch einer senkrechten Geraden annähern, diese aber nie erreichen. Damit eine Definitionslücke auftritt, muss der Nenner eine Nullstelle haben. Richtig, weil der Nenner an der Stelle x=b eine Nullstelle hat:
\(\eqalign{ & 1 - \dfrac{x}{b} = 0\,\,\,\,\,\left| { \cdot b\,\,\,\,\,\left| { + x} \right.} \right. \cr & x = b \cr} \)
- Aussage 5: Falsch und daher ankreuzen, weil an der Stelle x=b keine Nullstelle sondern eine Polstelle vorliegt.
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Ergebnis
Die richtige Lösung lautet:
1. Teilaufgabe
- Aussage 1: Richtig
- Aussage 2: Richtig
- Aussage 3: Richtig
- Aussage 4: Richtig
- Aussage 5: Falsch , daher ankreuzen
Lösungsschlüssel:
1. Teilaufgabe
1 × C: für das richtige Ankreuzen