BPE 3.5 Anwendungen und Optimierungsprobleme

Version 48.1 von Kim Fujan am 2024/12/17 16:47

Inhalt

K6 K4 Ich kann Polynomfunktionen und ihre Eigenschaften in einem gegebenen Sachzusammenhang deuten
K4 K5 Ich kann Polynomfunktionen zur Darstellung einfacher Optimierungsprobleme ermitteln
K4 K6 K5  Ich kann Wertetabellen, Funktionsgraphen und Funktionsterme zur Lösung von Optimierungsproblemen interpretieren

Fahrt eines Heißluftballons

Heißluftballon.png

Das Schaubild stellt die Fahrt eines Heißluftballons dar.
Die Geschwindigkeit (in m/min) ist auf der y-Achse in Abhängigkeit der vergangenen Zeit auf der x-Achse (in min) abgetragen.

Anmerkung: Wenn der Wind sich dreht, kann der Ballon auch rückwärts fahren.

  1. Welche Bedeutung haben die negativen Funktionswerte?
  2. Welche Aussagen kann man über den zur Fahrt gehörenden Funktionsterm treffen?
  3. Wir wollen nun wissen, zu welchen Zeitpunkten der Ballon weder vorwärts noch rückwärts gefahren ist.

Die folgende Funktion f mit D=[0;60], beschreibt näherungsweise die Geschwindigkeit des Ballons:
 f(x)=-0,0029x^4+0,306x^3-10,28x^2+109,1x

AFB   IIKompetenzen   K6 K1 K4Bearbeitungszeit   7 min
Quelle   k.A.Lizenz   CC BY-SA

Für ein Geburtstagsgeschenk möchtest du eine Schachtel mit möglichst großem Volumen basteln.
Dafür hast du zwei schöne grüne Kartons im DIN A4-Format (einen für die Schachtel und einen für den Deckel) besorgt.
Erläutere dein Vorgehen und ermittle die Maße, die du für diese ideale Geschenkschachtel erhälst.

AFB   IIIKompetenzen   K1Bearbeitungszeit   15 min
Quelle   Frauke Beckstette; Kim FujanLizenz   CC BY-SA

Kay bezieht ein neues Zimmer im Dachgeschoss. Um möglichst viel Stauraum zu schaffen, soll in dem farbig markierten Bereich mit Dachschräge eine möglichst große Kommode aufgestellt werden. Welche Höhe und Tiefe sollte die 2 m breite Kommode dann haben?
 Dachzimmer.png

AFB   IIIKompetenzen   K1Bearbeitungszeit   8 min
Quelle   Frauke Beckstette; Kim FujanLizenz   CC BY-SA

Die Besucherzahlen eines Freizeitbades können zwischen 10:00 Uhr und 22:00 Uhr näherungsweise durch die Funktion  B(t)=-0,3t^3+9,3t^2-56,4t-66\quad t in h beschrieben werden.
 Freizeitbad.png

  1. Weise rechnerisch nach, dass sowohl um 10:00 Uhr als auch um 22:00 Uhr keine Besucher im Freizeitbad sind.
  2. Berechne wie viele Besucher 3h vor Badschluss noch im Freizeitbad sind.
  3. Zu welcher Zeit sind die meisten Besucher im Bad und wie viele sind das? (graphische Lösung)
  4. Sind mehr als 100 Besucher im Freizeitbad muss eine zusätzliche Schwimmaufsicht gestellt werden. Veranschauliche den Zeitraum, den das betrifft im gegebenen Schaubild und gib den Zeitraum näherungsweise an.
  5. Beschreibe wie man diesen Zeitraum rechnerisch ermitteln könnte ohne ihn explizit zu berechnen.
AFB   IIKompetenzen   K1Bearbeitungszeit   6 min
Quelle   Frauke Beckstette; Kim FujanLizenz   CC BY-SA

Kompetenzmatrix und Seitenreflexion

K1K2K3K4K5K6
I000000
II200101
III200000
Bearbeitungszeit gesamt: 36 min
Abdeckung Bildungsplan
Abdeckung Kompetenzen
Abdeckung Anforderungsbereiche
Eignung gemäß Kriterien
Umfang gemäß Mengengerüst