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Wachstum einer Pflanze aus der Formel der Wachstumsgeschwindigkeit e^-x²+x herausfinden.


Ich bearbeite gerade folgende Aufgabe und stecke bei dem b Teil fest.


Die auf IR definierte Funktion f mit f(x)=e^-x²+x beschreibt für x>0 modellhaft die Wachstumsgeschwindigkeit der Höhe einer Pflanze. Dabei wird x in Jahren (a) seit Beobachtungsbeginn und f(x) in Metern pro Jahr (m/a) angegeben.

Es gilt f'(x)=(-2x+1)e^-x²+x


a) Bestimme

1.die Wachstumsgeschwindigkeit zu Beobachtungsbeginn,

2.den Zeitpunkt, an dem die Wachstumsgeschwindigkeit 0,3 m/a beträgt,

3.den Zeitpunkt, an dem die Wachstumsgeschwindigkeit am stärksten abnimmt.


b) ZU Beobachtungbeginn ist die Pflanze 0,6m hoch.

Berechne

1.die Höhe der Pflanze nach einem Jahr

2.den Zeitpunkt, an dem sich die Höhe der Pflanze verdoppelt hat.


Bei a) habe ich folgende Ergebnisse und Lösungswege:

1.

x=0

f(0)=e^-0²+0

f(0)=1m

2.

f(x)=0,3

Dies habe ich dann weiter mit dem GTR gerechnet und einen x Wert von 1,706 Jahren raus.

3.

f'(x)=0

Auch hier habe ich den GTR genutzt und die stärkste Abnahme der Wachstumsgeschwindigkeit bei ca. 1,207 Jahren raus.


Nun bin ich bei Aufgabe b) weiß nicht, wie man weiter vorgehen soll. Soll ich mit Integralen arbeiten?

Ich frage mich, wie ich ohne einen festen Wachstumsfaktor die Höhe ausrechnen soll.


Ich würde mich sehr freuen, wenn irgendjemand mir weiterhelfen könnte, selbst die kleinsten Ideen oder Ansätze würden mir schon helfen.


Vielen Dank und !

Avatar von

Um den Exponenten herum gehören Klammern

e^-x²+x =  e-x² + x ≠  e-x²+x

2 Antworten

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Beste Antwort

Hallo,

zu b)

Vermutlich sollst du die Stammfunktion nicht angeben, sondern das Integral mit dem GTR bestimmen.

1.

\( \int \limits_{0}^{1} e^{-x^{2}+x} d x+0.6 =1.78459 \)

2.

\( \int \limits_{0}^{t} e^{-x^{2}+x} d x+0.6=1.2 \)

\( t \approx 0.506 \)

:-)

Avatar von 47 k

Hallo,

Kann mir jemand sagen, wie hier bei 2. das Integral von 0 bis t mit dem GTR berechnet wurde?

Vielen Dank!

f ( x ) = e^(-x^2 + x )
t1= int ( f, x = 0..t)
solve(t1 + 0.6 = 1.2,t)

Mein Matheprogramm hat sich
allerdings geweigert.

Deshalb habe ich über das Newtonsche
Näherungsverfahren rechnen lassen
t = 0.506




Kann mir jemand sagen, wie hier bei 2. das Integral von 0 bis t mit dem GTR berechnet wurde?

Das zweite Integral ist Teil einer Integralgleichun, die man (mit einem GTR oder einem CAS) auch lösen kann, ohne die Stammfunktion zu ermitteln:

Beispiel mit MuPAD:
Eingabe: numeric::solve(0.6+int(exp(-x^2+x),x=0..t)=1.2,t)
Ausgabe: {0.5059995354}

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Willkommen in der Mathelounge!

Deine Ergebnisse zu a sind richtig.

b) Deine Idee mit der Integralrechnung ist auch richtig. Berechne das Integral von 0 bis 1 (= 1,18) und addiere dein Ergebnis zu den 0,6 m.

Melde dich, wenn du noch Fragen hast.

Gruß, Silvia

Avatar von 40 k

Hallo Silvia, vielen Dank!

Ich glaube ich bilde die Stammfunktion falsch, da bei mir als Wert des Integrals immer 0 rauskommt. Wie hast du die Stammfunktion gebildet?

Ich hatte das Integral mit "Geogebra" berechnet. Nachdem ich mir jetzt aber die Stammfunktion habe anzeigen lassen, ist mir etwas schwindelig geworden, und ich fürchte, meine Antwort ist nicht richtig.

Gedulde dich am besten noch ein wenig, bis sich jemand anderer deiner Frage annimmt.

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