Ganzrationale Funktion 3. Grades | Gleichung aufstellen

Question

Ich hoffe , das mir jemand helfen kann. Komme schon eine ganze Weile an einerAufgabe nicht weiter. Hier mal die genaue Aufgabenstellung:

Der Zu- und Ablauf eines Wasserauffangbehälters lässt sich für t∈[0;12] annähernd durch eine ganzrationale Funktion 3.Grades beschreiben. Zum Zeitpunkt t=0 enthält das Becken 300m³ Wasser. Nach 12 Stunden ist es leer. Nach 4 Stunden hat der Wasserstand seinen höchsten Wert erreicht. Er liegt bei 500m³.
Aufgabe:Geben sie die Funktionsgleichung an.


Über eine Erklärung würde ich mich wirklich freuen. :)

Comments

Die Funktion beschreibst du erstmal allgemein mit:

f(t)=ax^3+bx^2+cx+d

Jetzt hast du im Text 4 Informationen versteckt, zu welchen Zeitpunkt t du welchen Funktionswert f(t) bekommst. Diese 4 Informationen setzt du in jeweils 4 mal die obige Gleichung ein und erhältst 4 Gleichungen, mit denen du die 4 unbekannten Variablen a,b,c und d nach einem Verfahren zum Auflösen von linearen Gleichungssystemen bestimmen kannst. Alles klar?

Answer 1

f(x) = a·x^3 + b·x^2 + c·x + d

f(0) = 300 --> d = 300

f(12) = 0 --> 1728·a + 144·b + 12·c + d = 0

f(4) = 500 --> 64·a + 16·b + 4·c + d = 500

f'(4) = 0 --> 48·a + 8·b + c = 0

Wir lösen das Gleichungssystem und erhalten: a = 25/64 ∧ b = - 125/8 ∧ c = 425/4 ∧ d = 300

f(x) = 25/64·x^3 - 125/8·x^2 + 425/4·x + 300