Änderungen von Dokument BPE 15.1 Innermathematische und anwendungsorientierte Optimierung

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Details

Seiteneigenschaften

Dokument-Autor

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1		-xwiki:XWiki.stefaniewalzzsl-rsfrde
	1	+xwiki:XWiki.holgerengels

Inhalt

...	...	@@ -10,12 +10,15 @@
10	10	[[Kompetenzen.K6]] [[Kompetenzen.K1]] Ich kann das Vorgehen zur Lösung von Optimierungsproblemen in unterschiedlichen Kontexten erläutern
11	11
12	12	{{aufgabe id="Optimierungsaufgabe beschreiben" afb="I" kompetenzen="K6" quelle="Martin Stern, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="10"}}
13		-Gegeben ist eine Funktion {{formula}}f{{/formula}}. Ihr Schaubild ist {{formula}}K_f{{/formula}}. Die Kurve {{formula}}K_f{{/formula}} und die x-Achse schließen eine Fläche ein. Zeichne in diese Fläche ein achsenparalleles Rechteck ein, von dem zwei Eckpunkte auf der Kurve und zwei Eckpunkte auf der x-Achse liegen. Beschreibe, wie man das Rechteck mit maximalem Flächeninhalt berechnen kann.
	13	+Gegeben ist eine Funktion {{formula}}f{{/formula}}. Ihr Schaubild ist {{formula}}K_f{{/formula}}.
14	14
	15	+Die Kurve {{formula}}K_f{{/formula}} und die x-Achse schließen eine Fläche ein. Zeichnen Sie in diese Fläche ein achsenparalleles Rechteck ein, von dem zwei Eckpunkte auf der Kurve und zwei Eckpunkte auf der x-Achse liegen.
	16	+Beschreiben Sie, wie man das Rechteck mit maximalem Flächeninhalt berechnen kann.
	17	+
15	15	[[image:Optimierungsaufgabebeschreiben.svg||width="450"]]
16	16	{{/aufgabe}}
17	17
18		-{{aufgabe id="Abstand zweier Kurvenpunkte berechnen" afb="I" kompetenzen="K4,K5" quelle="Martin Stern, Dirk Tebbe" zeit="15"}}
	21	+{{aufgabe id="Abstand zweier Kurvenpunkte berechnen" afb="I" kompetenzen="K4,K5" quelle="Martin" zeit="15"}}
19	19	Gegeben sind zwei Funktionen {{formula}}f{{/formula}} und {{formula}}g{{/formula}} durch {{formula}}f(x)=-e^{-0,25x}-0,5x+2{{/formula}} und {{formula}}g(x)=-0,5x+1{{/formula}}. Ihre Graphen sind {{formula}}K_f{{/formula}} und {{formula}}K_g{{/formula}}.
20	20	Eine Gerade mit der Gleichung {{formula}}x=u{{/formula}} und {{formula}}-6\leq u \leq 3{{/formula}} schneidet {{formula}}K_f{{/formula}} im Punkt {{formula}}P{{/formula}} und {{formula}}K_g{{/formula}} im Punkt {{formula}}Q{{/formula}}. Berechnen Sie den maximalen Abstand der Punkte {{formula}}P{{/formula}} und {{formula}}Q{{/formula}}.
21	21	[[image:Optimieren_Streckenlänge.svg||width="450"]]
...	...	@@ -31,21 +31,13 @@
31	31	{{/aufgabe}}
32	32
33	33	{{aufgabe id="Flying Fox" afb="II" kompetenzen="K4,K5" quelle="Martina Wagner, Holger Engels" zeit="8"}}
34		-Das Gelände sei durch die Funktion //g// mit {{formula}}g(x)=-\frac{1}{160}x(x-2)(x-16){{/formula}} modelliert, die Seilrutsche durch die Funktion //f// mit {{formula}}f(x)=\frac{1}{20}\left(x^2-2x+20\right){{/formula}}, jeweils im Intervall {{formula}}x \in [0;10]{{/formula}}. Bestimme den maximalen vertikalen Abstand zwischen Seil und Gelände.
	37	+Ein Berg sei durch die Gerade //g// mit {{formula}}g(x)=\frac12 x{{/formula}} modelliert. Die Seilrutsche durch die Funktion //f// mit {{formula}}f(x)=\frac{1}{32}x^2+\frac18 x + 2{{/formula}}. Bestimme den maximalen vertikalen Abstand zwischen Seil und Berg.
35	35	{{/aufgabe}}
36	36
37		-{{aufgabe id="Zaun" afb="II" kompetenzen="K4, K5" quelle="Martin Stern, Dirk Tebbe" zeit="10"}}
	40	+{{aufgabe id="Zaun" afb="II" kompetenzen="K4, K5" quelle="Martin Stern" zeit="10"}}
38	38	Du hast 110 Meter Zaun zur Verfügung und möchtest eine Wiese für eine Schafweide einzäunen. Du wählst dafür eine Rechteckfläche. Auf einer Seite steht dafür eine Mauer zur Verfügung. Berechne die Längen der Zaunseiten so, dass der Flächeninhalt der eingezäunten Fläche maximal ist.
39	39	{{/aufgabe}}
40	40
41		-{{aufgabe id="Getränkedose" afb="" kompetenzen="" quelle="" zeit=""}}
42		-[[image:Bluecow.jpg||width=400 class=right]] Nach erfolgreichem Abschluss des Berufskollegs hat sich ein Schüler entschlossen in die Energy-Drink-Branche einzusteigen. Dank seiner hervorragenden Chemiekenntnisse konnte er ein Getränk entwickeln, das er nun unter dem Namen „Blue Cow" in {{formula}}785\,ml{{/formula}}-Dosen auf den Markt bringen will.
43		-
44		-Um sein Produkt kostengünstig anbieten zu können, möchte er die Abmessungen der Dosen so bestimmen, dass der Blechverbrauch minimal ist.
45		-
46		-Die Dose kann als Zylinder mit dem Radius {{formula}}r{{/formula}} und der Höhe {{formula}}h{{/formula}} betrachtet werden. Berechne den Radius {{formula}}r{{/formula}} und die Höhe {{formula}}h{{/formula}} der Dose sowie die minimale Blechfläche. Die Blechdicke kann bei der Berechnung vernachlässigt werden.
47		-{{/aufgabe}}
48		-
49	49	{{aufgabe id="Vier Städte" afb="III" kompetenzen="K2, K4, K5" quelle="Jürgen Kury" zeit="12"}}
50	50	Vier Ortschaften A, B, C, D bilden die Eckpunkte eines Rechtecks mit den Seitenlängen a= 6 LE und b = 10 LE. Die vier Ortschaften sollen durch Straßen so verbunden werden, ..
51	51	1. dass man von jeder Ortschaft direkt in jede andere fahren kann, ohne eine dritte zu passieren.
...	...	@@ -56,7 +56,7 @@
56	56	1. Bestimme die optimale Position der Kreuzungspunkte, sodass die Gesamtstrecke minimal ist.
57	57	{{/aufgabe}}
58	58
59		-{{aufgabe id="Rechteck unter Parabel" afb="II" kompetenzen="K4,K5" quelle="Martin Stern, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="10"}}
	54	+{{aufgabe id="Rechteck unter Parabel" afb="II" kompetenzen="K4,K5" quelle="Martin Stern" cc="BY-SA" zeit="10"}}
60	60	Zwei Eckpunkte eines symmetrisch zur y-Achse liegenden Rechtecks sind auf der x-Achse, zwei Eckpunkte auf der Parabel mit der Gleichung {{formula}}y=-1,25x^2+5 {{/formula}} für {{formula}}-2<x<2 {{/formula}}. Der Flächeninhalt soll maximal sein. Wie lang müssen die Seiten des Rechtecks sein?
61	61	{{/aufgabe}}
62	62
...	...	@@ -79,26 +79,4 @@
79	79	Bestimme optimale Maße für das Fenster, sodass möglichst viel Licht einfällt.
80	80	{{/aufgabe}}
81	81
82		-=== Aufgaben zur Vektorgeometrie ===
83		-
84		-{{aufgabe id="Abstand Punkt Gerade" afb="II" kompetenzen="K4, K5" quelle="Holger Engels, Martina Wagner" zeit="8"}}
85		-In einem räumlichen Koordinatensystem ist der Punkt {{formula}}P(4|8|4){{/formula}} und die Gerade
86		-
87		-{{formula}}\vec x= \left(\begin{array}{c} 2 \\ 4 \\ 6 \end{array}\right) + t \cdot \left(\begin{array}{c} 1 \\ 2 \\ 0 \end{array}\right){{/formula}}
88		-
89		-gegeben. Bestimme den minimalen Abstand zwischen Punkt und Gerade.
90		-{{/aufgabe}}
91		-
92		-=== Aufgaben zur Stochastik ===
93		-
94		-{{aufgabe id="Binomialverteilung" afb="II" kompetenzen="K4, K5" quelle="Jürgen Kury" zeit="15"}}
95		-Gegeben ist die binomialverteilte Zufallsvariable
96		-
97		-{{formula}}B_{20,x}=\binom{20}{5}x^5(1-x)^{15}{{/formula}}
98		-
99		-Bestimme das {{formula}}p=x{{/formula}} für das die Wahrscheinlichkeit genau 5 Treffer zu erzielen maximal ist.
100		-
101		-**Hinweis: ** Für die Ermittlung der Lösung ist ein technisches Hilfsmittel, wie z.B. [[GeoGebra>>https://geogebra.org/calculator]] hilfreich.
102		-{{/aufgabe}}
103		-
104	104	{{seitenreflexion/}}

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