MK 1.7.2016 B6_12T_A1_CAS_MK_Ang.xmcd

Abschlussprüfung an Fachoberschulen in Bayern Mathematik mit CAS 2016 Analysis A1 Ausbildungsrichtung Technik - Angabe

1.0 Gegeben sind die reellen Funktionen fa: x -->

in der vom Parameter a R unab-

hängigen Definitionsmenge Dfa = R \ { 5}. Der Graph einer solchen Funktion wird mit Ga bezeichnet.

6

1.1 Bestimmen Sie in Abhängigkeit von a die Anzahl und Lage der Nullstellen von fa .

5

1.2 Berechnen Sie den Wert von a, für welche die Gerade mit der Gleichung Tangente

des Graphen Ga an der Stelle ist.

9

1.3 Der Graph Gf4,5 der Funktion f4,5 mit der Gleichung

schließt mit seiner

Tangente h aus Aufgabe 1.2 und der x-Achse im ersten Quadranten eine Fläche ein. Skizzieren Sie

den Verlauf des Graphen der Funktion f4,5 und der Tangente h in einem gemeinsamen Koordinaten-

system. Markieren Sie diese Fläche in Ihrer Skizze und berechnen Sie deren Flächenmaßzahl exakt.

1.4.0 Für die nun folgenden Aufgaben wird die Funktion g mit maximaler Definitionsmenge

Dg = ] -2; 4[ ] 5; [ und der Funktionsgleichung

betrachtet,

das heißt, es gilt:

5

1.4.1 Untersuchen Sie das Verhalten der Funktionswerte g(x) an den Rändern des Definitionsbereiches und

geben Sie die Gleichungen aller senkrechten Asymptoten des Graphen von g an.

10

1.4.2 Bestimmen Sie ohne CAS die maximalen Monotonieintervalle von g und ermitteln Sie mithilfe dieser

Monotonieintervalle die Art und Koordinaten der relativen Extrempunkte des Graphen von g.

Verwenden Sie dabei, dass für x Dg gilt: > 0.

Runden Sie die Ergebnisse auf eine Nachkommastelle.

[ Mögliches Teilergebnis:

]

7

1.4.3 Bestimmen Sie die Nullstellen der Funktion g und zeichnen Sie unter Verwendung aller bisherigen

Ergebnisse und weiterer geeigneter Funktionswerte den Graphen von g für zusammen mit

seinen senkrechten Asymptoten in ein kartesisches Koordinatensystem. Maßstab: 1 LE = 1 cm

2.0 Beginn des 20. Jahrhunderts führt der vom Menschen verursachte zusätzliche Ausstoß von

Kohlenstoffdioxid (CO2) zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes, das heißt zu einem globalen

Temperaturanstieg mit weitreichenden Folgen.

Nach einem mathematischen Modell soll die Entwicklung der weltweiten CO2-Emissionenen

abgeschätzt werden. Dieses Modell lässt sich näherungsweise durch die mathematische Funktion

k: t--> mit t, a, b R und , , darstellen.

Dabei entspricht k(t) der CO2-Emissionsrate in Mrd. Tonnen pro Jahr zum Zeitpunkt t, wobei t

die seit Beginn des Jahres 1950 vergangene Zeit in Jahren beschreibt. Unter der CO2-Emissionsrate

wird dabei im Folgenden die ausgestoßene Masse an CO2 pro Zeiteinheit verstanden.

Auf das Mitführen der Einheiten kann bei den Berechnungen verzichtet werden.

6

2.1 Nach diesem Szenario lag die CO2-Emissionsrate zu Beginn des Jahres 2000 bei genau 30 Mrd.

Tonnen pro Jahr und zu Beginn des Jahres 2200 wird sie bei genau 17,5 Mrd liegen. Bestimmen Sie

mithilfe dieser Angaben ohne CAS die Parameter a und b der Funktion k auf drei Nachkommastellen

gerundet.

2.2.0 Im Folgenden gilt a = 0,025 und b = 0,020.

Alle folgende Ergebnisse sind ggf. auf eine Nachkommastelle zu runden.

2

2.2.1 Bestimmen Sie die nach diesem Modell prognostizierte CO2-Emissionsrate zu Beginn des

Jahres 2017.

6

2.2.2 Berechnen Sie den Zeitpunkt t, zu dem die absolut maximale CO2-Emissionsrate zu erwarten ist.

[ Kein Teilergebnis ]

4

2.2.3 Zeichnen Sie mithilfe der bisherigen Ergebnisse und weiterer geeigneter Funktionswerte den Graphen

der Funktion k für (die Jahre 1950 bis 2200) in ein Koordinatensystem.

Maßstab: t-Achse: 50 Jahre = 2cm; k-Achse: 10 Mrd. Tonnen/Jahr = 2cm

6

2.2.4 Ermitteln Sie rechnerisch, in welchem Jahr zwischen 1950 und heute der Zeitpunkt liegt, an dem die

CO2-Emissionsrate nach diesem Modell am meisten zugenommen hat.

4

2.2.5 Ohne Stammfunktion

Bestimmen Sie, wie viele Tonnen CO2 voraussichtlich im Jahr 2016 insgesamt ausgestoßen werden,

wenn das obige Modell zugrunde gelegt wird.

__

70

Impressum · Datenschutz