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Wachstumsgeschwindigkeit

Messwerte, Sekanten und Tangenten — zwei Abituraufgaben zur Wachstumsgeschwindigkeit.

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Wasserhyazinthen

AFB I–II

Auf einem See breiten sich Wasserhyazinthen aus. Die bedeckte Fläche wird durch \(A(t)=12\cdot1{,}15^{t}\) beschrieben (\(t\) in Tagen, \(A\) in \(\mathrm{m^2}\)).

Wasserhyazinthen auf dem See (Skizze)
24681012102030405060t in TagenA in m²A
Bedeckte Fläche A(t) in m², t in Tagen
  1. Geben Sie die Anfangsfläche und die tägliche prozentuale Zunahme an.
  2. Berechnen Sie die mittlere Änderungsrate der Fläche in den ersten 10 Tagen.
  3. Bestimmen Sie näherungsweise die momentane Änderungsrate zum Zeitpunkt \(t=10\) mit einem Differenzenquotienten (\(h=0{,}001\)).
  4. Zeigen Sie, dass der Quotient \(\frac{A(t+h)-A(t)}{h}:A(t)\) nicht von \(t\) abhängt, und interpretieren Sie dieses Ergebnis im Sachzusammenhang.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Vergleichen Sie mit der Form \(a\cdot b^{t}\).Angeben: ohne Rechnung nennen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Mittlere Änderungsrate = Sekantensteigung \(\frac{A(10)-A(0)}{10}\).
Hinweis zu Aufgabe c)
Beide Funktionswerte mit dem GTR, nicht zu früh runden.
Hinweis zu Aufgabe d)
Potenzgesetz \(1{,}15^{t+h}=1{,}15^{t}\cdot1{,}15^{h}\) und dann \(12\cdot1{,}15^{t}\) ausklammern.