Änderungen von Dokument BPE 4.6 Wachstums- und Zerfallsprozesse
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Zusammenfassung
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Details
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... ... @@ -1,1 +1,1 @@ 1 -XWiki. thomask21111 +XWiki.holgerengels - Inhalt
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... ... @@ -9,10 +9,10 @@ 9 9 Unterschied Lineares und Exponentielles Wachstum 10 10 11 11 Vermittlung des "Gefühls" für lineares und exponentielles Wachstum: Reihen von Fotos mit linearem bzw. exponentiellem Wachstums- bzw Zerfallsvorgänge 12 - 12 + 13 13 Modellierung von Wachstums-und Zerfallsprozessen (experimentell Schokolinsen, Gummibärchen, Würfel) 14 14 Klärung der Begriffe Anfangsbestand, Wachstumsfaktor, Halbwertszeit, Verdopplungszeit, ... 15 - 15 + 16 16 Anwendungen aus der Realität (radioaktives Jod, Zerfall von Medikamenten, Geld,....) 17 17 {{/lehrende}} 18 18 ... ... @@ -19,142 +19,102 @@ 19 19 == Lineares vs exponentielles Wachstum == 20 20 21 21 {{lernende}} 22 +[[GeoGebra-Buch>>https://www.geogebra.org/m/khnsgz5a#material/DvsHTqFF]] 22 22 [[GeoGebra-Buch>>https://www.geogebra.org/m/khnsgz5a#material/A33wcCSZ]] 23 23 [[KMap Aufgaben>>https://kmap.eu/app/test/Mathematik/Exponentialfunktionen/Wachstum%20und%20Zerfall]] 24 24 {{/lernende}} 25 25 26 -{{aufgabe id="Wachstum Schokolinsen" afb="I" kompetenzen="K1, K3, K4" quelle="Martina, Stephanie, Thomas" cc="BY-SA" niveau=""}} 27 +{{aufgabe id="Linear oder exponentiell" afb="I" kompetenzen="K4" quelle="[[KMap>>https://kmap.eu/app/browser/Mathematik/Exponentialfunktionen/Wachstum%20und%20Zerfall]]" cc="BY-SA"}} 28 +Ordne zu! 27 27 28 -Eine 300g Packung Schokolinsen soll nach folgendem Schema an eine Klasse verteilt werden: 29 - 30 - Schüler 1: 1 Linse 31 - Schüler 2: 2 Linsen 32 - Schüler 3: ?? 33 - Schüler 4: 8 Linsen 34 - 30 +(% style="width: auto" %) 31 +|((( 32 + Eine Kerze brennt ab 35 35 34 + Die Lichtintensität im Wasser nimmt mit der Tiefe ab 36 36 37 -1. Ermittle, wie viele Linsen S3 und S6 bekommen. 38 -1. In der Packung befinden sich 660 Linsen. 39 -Bestimme, wie groß die Klasse sein darf, so dass jeder Schüler Linsen bekommt. 40 -1. Eine Klasse hat 30 Schüler. Gib ein zweites Schmea an, so dass jeder Schüler gleich viele Linsen erhält. 41 -1. In dem Behälter befinden sich die Schokolinsen für Schüler 11. 42 -Gib einen Schätzwert für die Anzahl an Linsen für Schüler 11 an. 43 -Ermittle einen Term, wie man die Zahl der Linsen für Schüler 11 berechnen kann. 44 -1. Bestimme einen Funktionsterm, mit dem du die Anzahl der Linsen für den Schüler an x. - ter Stelle berechnen kannst. 36 + Auf ein Sparkonto werden jeden Monat 100€ eingezahlt 45 45 38 + Aufladen eines Akkus 46 46 40 + Kaffee kühlt ab 47 47 48 - 42 + Verbreitung eines Gerüchts 43 + )))|((( 44 + Beschränkte Abnahme 49 49 50 - (%style="width:auto" %)46 + Exponentielle Abnahme 51 51 52 - 53 -{{/aufgabe}} 48 + Exponentielles Wachstum 54 54 55 - {{aufgabeid="Wachstummit Wertetabelle" afb="I" kompetenzen="K1, K3, K4" quelle="Martina, Stephanie, Thomas"cc="BY-SA" niveau=""}}50 + Lineares Wachstum 56 56 57 - Gegebenistfolgende Wertetabellefür einenWachstumsvorgang, wobei x in Stunden gemessen wird.52 + Beschränktes Wachstum 58 58 59 - 60 -(% class="border" %) 61 -|= {{formula}}x{{/formula}} |0|1|2|3|4 62 -|= {{formula}}f(x){{/formula}} | | |48||768 63 - 64 -1. Die Wertetabelle kann ein lineares Wachstum beschreiben. 65 -Ermittle einen passenden Funktionsterm. 66 -1. Die Wertetabelle kann auch exponentielles Wachstum beschreiben. 67 -Bestimme einen Funktionsterm in der Form {{formula}}f(x)=a\cdot q^x {{/formula}} 68 -1. Zeige, dass {{formula}}f(x)=3\cdot e^{1,3863x} {{/formula}} ebenfalls zur Wertetabelle passt. 69 -1. Gib an, nach welcher Zeit sich der Anfangsbestand verdoppelt. 70 - 71 - 72 -(% style="width: auto" %) 73 - 74 - 54 + Lineare Abnahme 55 + ))) 75 75 {{/aufgabe}} 76 76 77 77 {{aufgabe id="Wachstum Schokolinsen" afb="I" kompetenzen="K1, K3, K4" quelle="Martina, Stephanie, Thomas" cc="BY-SA" niveau=""}} 59 +Eine 250g Packung Schokolinsen soll nach folgendem Schema an eine Klasse verteilt werden: 78 78 79 -Eine 300g Packung Schokolinsen soll nach folgendem Schema an eine Klasse verteilt werden: 80 - 81 - Schüler 1: 1 Linse 82 - Schüler 2: 2 Linsen 83 - Schüler 3: ?? 84 - Schüler 4: 8 Linsen 85 - 61 +[[image:Linsen_1_neu.png||width="400"]] 86 86 87 - 88 -1. Ermittle, wie viele Linsen S3 und S6 bekommen. 89 -1. In der Packung befinden sich 660 Linsen.63 +[[image:linsen_krug.png||style="float: right" width="200"]](%class="abc"%) 64 +1. Ermittle, wie viele Linsen Schüler 3 und Schüler 6 bekommen. 65 +1. In der Packung befinden sich 270 Linsen. 90 90 Bestimme, wie groß die Klasse sein darf, so dass jeder Schüler Linsen bekommt. 91 -1. Eine Klasse hat 30 Schüler. Gib ein zweites Sch mea an, so dass jeder Schüler gleich viele Linsen erhält.92 -1. In dem Behälter befinden sich die Schokolinsen für Schüler 1 1.93 -Gib einen Schätzwert für die Anzahl an Linsen für Schüler 1 1an.94 -Ermittle einen Term, wie man die Zahl der Linsen für Schüler 1 1berechnen kann.67 +1. Eine Klasse hat 30 Schüler. Gib ein zweites Schema an, so dass jeder Schüler gleich viele Linsen erhält. 68 +1. In dem Behälter befinden sich die Schokolinsen für Schüler 10. 69 +Gib einen Schätzwert für die Anzahl an Linsen für Schüler 10 an. 70 +Ermittle einen Term, wie man die Zahl der Linsen für Schüler 10 berechnen kann. 95 95 1. Bestimme einen Funktionsterm, mit dem du die Anzahl der Linsen für den Schüler an x. - ter Stelle berechnen kannst. 72 +{{/aufgabe}} 96 96 74 +{{aufgabe id="Würfelzerfall" afb="I" kompetenzen="K1, K3, K4" quelle="Martina, Stephanie, Thomas" cc="BY-SA" niveau=""}} 75 +In einem Würfelbecher befinden sich 30 Würfel. Es werden alle Würfel gleichzeitig geworfen. Wenn ein Würfel das Sternsymbol anzeigt, wird er aussortiert. Untenstehend ist das Ergebnis einer Zerfallsreihe zu sehen. 97 97 77 +[[image:wuerfel_tabelle_1.png||style="width:min(100%, 600px)"]] 78 +[[image:wuerfel_tabelle_2.png||style="width:min(100%, 600px)"]] 79 +[[image:wuerfel_tabelle_3.png||style="width:min(100%, 600px)"]] 80 +(%class="abc"%) 81 +1. Trage die Anzahl der verbleibenden Würfel nach jedem Wurf in die [[Tabelle>>attach:Würfelwurf.pdf]] ein. 82 +1. Im Schnitt reduziert sich die Würfelmenge bei jedem Wurf um {{formula}}\frac{1}{6}{{/formula}}. Gib eine Funktionsgleichung an, welche die Anzahl der verbleibenden Würfel nach jedem Wurf angibt. Beurteile, inwieweit deine Lösung mit den gemessenen Werten übereinstimmt. 83 +{{/aufgabe}} 98 98 99 - 85 +{{aufgabe id="Wachstum mit Wertetabelle" afb="II" kompetenzen="K1, K2, K4" quelle="Martina Wagner, Stephanie Wietzorek, Thomas Köhler" cc="BY-SA"}} 86 +Gegeben ist folgende Wertetabelle für einen Wachstumsvorgang, {{formula}}x{{/formula}} wird in Stunden angegeben, {{formula}}f(x){{/formula}} gibt den Bestand zum jeweiligen Zeitpunkt {{formula}}x{{/formula}} an. 100 100 101 -(% style="width: auto" %) 88 +(% class="border" %) 89 +|= {{formula}}x{{/formula}} |0|1|2|3|4 90 +|= {{formula}}f(x){{/formula}} | | |48||768 102 102 103 - 92 +(%class="abc"%) 93 +1. Die Wertetabelle kann ein lineares Wachstum beschreiben. Bestimme die fehlenden Werte in der Wertetabelle. Ermittle einen passenden Funktionsterm. 94 +1. Die Wertetabelle kann auch ein exponentielles Wachstum beschreiben. Bestimme einen Funktionsterm in der Form {{formula}}f(x)=a\cdot q^x {{/formula}} 95 +1. Zeige, dass {{formula}}f(x)=3\cdot e^{1,3863x} {{/formula}} ebenfalls zur Wertetabelle passt. 96 +1. Gib an, nach welcher Zeit sich der Anfangsbestand verdoppelt. 104 104 {{/aufgabe}} 105 105 106 -{{aufgabe id="Wachstum mit Wertetabelle" afb="I" kompetenzen="K1, K3, K4" quelle="Martina, Stephanie, Thomas" cc="BY-SA" niveau=""}} 99 +{{aufgabe id="Abkühlprozess" afb="I" kompetenzen="K1,K3,K4,K5" quelle=" Stephanie Wietzorek" cc="BY-SA"}} 100 +Die Temperatur eines Getränks {{formula}}T(t){{/formula}} nach einer Zeit {{formula}}t{{/formula}} in Minuten kann mit folgender Formel {{formula}}T(t)=T_U+(T_0-T_U)\cdot e^{-kt}{{/formula}} ermittelt werden. Dabei bezeichnet {{formula}}T_U{{/formula}} die Umgebungstemperatur, {{formula}}T_0{{/formula}} die Anfangstemperatur und {{formula}}k{{/formula}} die Abkühlrate {{formula}}T_U{{/formula}} soll //20 °C// betragen. 101 +Der Abkühlprozess von Tee wird in verschiedenen Gefäßen aus verschiedenen Materialien untersucht. In einer Keramiktasse kann die Temperatur {{formula}}T(t){{/formula}} nach {{formula}}t{{/formula}} Minuten durch die Funktionsgleichung {{formula}}T(t)=20+70\cdot e^{-0,1t}{{/formula}} berechnet werden. 107 107 108 -Gegeben sit der folgende Funktionsterm {{formula}}f(x)=4\cdot \frac{1}{4}^x ;x{{/formula}} in Stunden. 109 - 110 -1. Beschreibe einen Anwendungskontext, welcher mit dem Funktionsterm modelliert werden kann. 111 -1. Beurteile, ob der Funktionsterm {{formula}}g(x)=4\cdot \frac{1}{16}^{frac{1}{16}\cdot x} ;x{{/formula}} ebenfalls diesen Prozess beschreibt. 112 -1. Gib an, wie der Funktionsterm verändert werden muss, wenn {{formula}} x{{/formula}} in Minuten gemessen wird. 113 - 114 - 103 +(%class="abc"%) 104 +1. Welche Anfangstemperatur hat der Tee? 105 +1. Wird der Tee mit der selben Anfangstemperatur in einen Thermobecher bzw. in ein Gefäß aus Glas geschüttet, verläuft der Abkühlprozess anders. Erläutere, wie der Parameter k in der Funktionsgleichung {{formula}}T(t)=T_U+(T_0-T_U)\cdot e^{-kt}{{/formula}} geändert werden muss, wenn der Tee in einen Thermobecher gefüllt wird. 106 +1. Wie lang muss der Tee abkühlen, bis er die Trinktemperatur von //60 °C// erreicht hat? 115 115 {{/aufgabe}} 116 116 109 +{{aufgabe id="Anwendung und Darstellungsformen" afb="I" kompetenzen="K1, K3, K4" quelle="Martina, Stephanie, Thomas" cc="BY-SA" niveau=""}} 110 +Gegeben ist die folgende Funktionsgleichung {{formula}}f(x)=4\cdot (\frac{1}{4})^x ;x{{/formula}} in Stunden. 117 117 118 - 119 - 120 -{{aufgabe id="Linear oder exponentiell" afb="I" kompetenzen="K4" quelle="[[KMap>>https://kmap.eu/app/browser/Mathematik/Exponentialfunktionen/Wachstum%20und%20Zerfall]]" cc="BY-SA" niveau="g"}} 121 - 122 -Ordne zu! 123 - 124 -(% style="width: auto" %) 125 -|((( 126 - Eine Kerze brennt ab 127 - 128 - Die Lichtintensität im Wasser nimmt mit der Tiefe ab 129 - 130 - Auf ein Sparkonto werden jeden Monat 100€ eingezahlt 131 - 132 - Aufladen eines Akkus 133 - 134 - Kaffee kühlt ab 135 - 136 - Verbreitung eines Gerüchts 137 - )))|((( 138 - Beschränkter Zerfall 139 - 140 - Exponentieller Zerfall 141 - 142 - Exponentielles Wachstum 143 - 144 - Lineares Wachstum 145 - 146 - Beschränktes Wachstum 147 - 148 - Linearer Zerfall 149 - ))) 112 +(%class="abc"%) 113 +1. Beschreibe einen Anwendungskontext, welcher mit der Funktionsgleichung modelliert werden kann. 114 +1. Beurteile, ob die Funktionsgleichung {{formula}}g(x)=4\cdot (\frac{1}{16})^{\frac{1}{2}\cdot x} ;x{{/formula}} ebenfalls diesen Prozess beschreibt. 115 +1. Gib an, wie die Funktionsgleichung verändert werden muss, wenn {{formula}} x{{/formula}} in Minuten gemessen wird. 150 150 {{/aufgabe}} 151 151 152 -== Exponentielles Wachstum == 153 - 154 -{{lernende}} 155 -[[GeoGebra-Buch>>https://www.geogebra.org/m/khnsgz5a#material/DvsHTqFF]] 156 -{{/lernende}} 157 - 158 158 {{aufgabe id="CO2-Konzentration" afb="II" kompetenzen="K1,K3, K4, K5, K6" quelle="[[IQB e.V.>>https://www.iqb.hu-berlin.de/abitur/pools2020/abitur/pools2020/mathematik/erhoeht/2020_M_erhoeht_B_Analysis_WTR_1.pdf]]" niveau="e" tags="iqb" cc="by"}} 159 159 160 160 In einer Messstation wird seit 1958 kontinuierlich die CO,,2,,-Konzentration in der Luft gemessen, die in ppm (parts per million) angegeben wird. Die Tabelle gibt für die Jahre 1960, 1985 und 2010 jeweils den jährlichen Durchschnittswert der Messwerte an. ... ... @@ -168,8 +168,6 @@ 168 168 1. Berechne unter der Annahme, dass sich das exponentielle Wachstum nach 1985 in gleicher Weise fortgesetzt hat, den jährlichen Durchschnittswert für das Jahr 2010. Vergleiche diesen Wert mit dem zugehörigen Wert aus der Tabelle und formuliere das Ergebnis deines Vergleichs im Sachzusammenhang. 169 169 {{/aufgabe}} 170 170 171 -== Exponentieller Zerfall == 172 - 173 173 {{aufgabe id="Radioaktiver Zerfall" afb="II" kompetenzen="K2, K3, K4, K5, K6" quelle="[[IQB e.V.>>https://www.iqb.hu-berlin.de/abitur/pools2020/abitur/pools2020/mathematik/erhoeht/2020_M_erhoeht_B_Analysis_WTR_2.pdf]]" niveau="e" tags="iqb" cc="by"}} 174 174 Am 26. April 1986 ereignete sich in der Ukraine ein Reaktorunfall, bei dem radioaktives Plutonium-241 freigesetzt wurde. Plutonium-241 zerfällt exponentiell, d. h. in jedem Jahr nimmt die Masse des vorhandenen Plutonium-241 um einen konstanten prozentualen Anteil ab. 175 175
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