MK 1.7.2016 B6_12T_A2_MK_Loes.xmcd

Abschlussprüfung an Fachoberschulen in Bayern Mathematik 2016 Analysis A2 Ausbildungsrichtung Technik

1.0 Gegeben ist die reellen Funktion f: x -->

mit der maximalen Definitionsmenge D R.

Der Graph von f wird mit Gf bezeichnet und besitzt die y-Achse als Asymptote.

5

1.1 Bestimmen Sie die maximale Definitionsmenge Df. Geben Sie die Definitionslücke von f und ihre Art

genau an.

(1)

1BE

(2)

=>

1BE

Polstelle ohne VZW

1BE

(3)

1BE

=> D = ] 0; [ \ { e}

1BE

6

1.2 Untersuchen Sie das Verhalten der Funktionswerte f(x) für x--> und für x-->e- . Geben Sie die Art und

die Gleichungen der daraus folgenden Asymptoten des Graphen von f an.

1+1BE

horizontale Asy y = 0

1BE

1+1BE

vertikale Asy x = e

1BE

11

1.3 Bestimmen Sie die maximalen Monotonieintervalle von f und ermitteln Sie mithilfe dieser

Monotonieintervalle die Art und Koordinaten des relativen Extrempunktes des Graphen von f.

[ Mögliches Teilergebnis: ]

2+1+1BE

=>

1BE

22BE

2BE

- 0 + +

f ist sm abnehmend in ] 0; ] sowie in ] e; [

und sm wachsend in [ ; e [.

1BE

+ + 0 -

- 0 + nd -

1BE

1BE

TiP( ; )

1BE

Min nix

6

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

der Funktion f für sowie mit Farbe sämtliche Asymptoten von Gf in ein kartesisches

Koordinatensystem. Maßstab: 1 LE = 2 cm.

6

1.5 Bestimmen Sie eine Gleichung der Tangente t an Gf, die durch den Ursprung verläuft. Zeichnen Sie

die Tangente t in das Koordinatensystem von Teilaufgabe 1.4 ein.

[ Teilergebnis: ]

mit ( 0; 0) ist t0 = 0

1BE

Steigungsdreieck:

2+1BE

=>

=>

1BE

1BE

34BE

5

1.6 Die Tangente t schneidet Gf imPunkt S( xs| f(xs)). Berechnen Sie mithilfe des Newton-Verfahrens einen

Näherungswert für die Schnittstelle xs. Verwenden Sie dazu den Startwert x0 = 3,5. Führen Sie zwei

Näherungsschritte durch und runden Sie das Ergebnis auf drei Nachkommastellen.

1BE

2BE je Schritt

3

1.7 Gegeben ist die reelle Funktion F: x--> mit der Definitionsmenge

DF = Df .

Zeigen Sie, dass F eine Stammfunktion von f in DF ist.

2+1BE

1.8.0 Der Graph von f, die Tangente t und die Gerade ka mit der Gleichung x = a mit a R 0<a<1

schließen rechts von ka ein endliches Flächenstück mit der von a abhängigen Maßzahl A(a) des

Flächeninhalts ein.

4

1.8.1 Kennzeichnen Sie dieses Flächenstück für a = 0,25 in Ihrem Schaubild aus 1.4 und zeigen Sie, dass

für A(a) gilt: .

=

1+1BE

[

]

=

=

1BE

1BE

2

1.8.2 Ermitteln Sie den rechtsseitigen Grenzwert von A(a) für a-->0+.

1+1BE

4

1.9 Gegeben sind die reellen Funktionen gc: x-->

mit der Definitionsmenge Dgc = Df,

wobei c R c< -1. Geben Sie an, wie sich der Graph von gc im Vergleich zu Gf verändert, und

begründen Sie das.

Skalierung der y-Achse mit 1/c.

c = -10 ist der Graph ist nur 1/10 so groß

c= -0,5 ist er doppelt so groß

und jeweils an der Abszisse gespiegelt

52BE

2.0 In einer Box werden Mehlwürmer als Futter für Schildkröten gezüchtet. Der Bestand der Mehlwürmer

in dieser Box wird in Kilogramm [kg] angegeben und nach einem Modell durch die Funktion

M: t--> mit t,a, b R und , , beschrieben. Dabei gibt t die Zeit in Tagen [d]

ab Beobachtungsbeginn an.

Zum Zeitpunkt t = 0 werden 0,8 kg Mehlwürmer in die Box eingesetzt. Exakt drei Tage später hat

sich ihr Bestand um 2,79 kg vermehrt.


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

gegebenenfalls auf eine Nachkommastelle zu runden.

4

2.1 Bestimmen Sie die Werte der Parameter a und b.


Für die folgenden Teilaufgaben gilt: a = 0,8 und b = 0,5.

1BE

1BE

1+1BE

3

2.2 Berechnen Sie die mittlere Zuwachsrate des Mehlwürmerbestands in den ersten vier Tagen des

Beobachtungszeitraums.

1BE

kg/d

1+1BE

4

2.3 Berechnen Sie den Bestand an Mehlwürmern, bei dem der momentane Zuwachs 1,2 kg/d beträgt.

1BE

1BE

1+1BE

63BE

2.4.0 Durch M(t) wie im obigen Modell wird der Bestand an Mehlwürmern nur für wenige Tage hinreichend

genau beschrieben. Der tatsächliche Bestand wird durch die Funktion p: t-->

mit t, S R und , besser erfasst.

Im Diagramm sind die Graphen von M und p abgebildet.

3

2.4.1 Entnehmen Sie dem Verlauf von Gp näherungsweise den maximalen Bestand an Mehlwürmern, die in der Box leben können, und folgern Sie hieraus auf den Wert von S.

t--> :

1BE

=>

1BE

=>

1BE

4

2.4.2 Bestimmen Sie aus der Abbildung aus 2.4.0 die größte momentane Zuwachsrate des Mehlwürmer-

bestands, wie ihn die Funktion p beschreibt. Beschreiben Sie Ihr Vorgehen.

Wendestelle bei ca. 4 Tagen aus Graph ablesen.

1BE

Zwei Punkte links und rechts davon ablesen:

und

1.5BE

Steigung berechnen:

kg/d

1.5BE

__

70

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