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Aufgabe:


Ein Unternehmen erwartet für die nächsten T Jahre einen Zahlungsstrom in Höhe von
\( Z(t)=\left(5+2 \cdot t+3 \cdot e^{0,001 \cdot t}\right) \cdot e^{-0,05 \cdot t} \)
Hierbei ist \( t=0,1,2 \ldots, T \) der Zeitindex in Jahren.
Berechnen Sie die Höhe des gesamten Zahlungsstroms für die nächsten \( T \) Jahre.


Problem/Ansatz:

Ich weiss gar nicht wie ich hier vorgehen soll ? Es wird ja danach gefragt die höhe des gesamten Zahlungsstroms für die nächsten T Jahre zu berechnen. Muss es mit einem Integral geschehen oder wie genau muss man vorgehen?

Vielen dank für die Hilfe schonmal :)

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Aloha :)

Da dir noch niemand eine vernünftige Antwort gegeben hat, probiere ich es mal...

Deine Idee mit dem Integral ist richtig, denn ein Zahlungsstrom beschreibt den Geldfluss pro Zeiteinheit. Wir rechnen aus, welche Geldmenge \(G(T)\) nach der Zeit \(T\) bei dem Zahlungsstrom$$Z(t)=(5+2t+3e^{\frac{t}{1000}})\cdot e^{-\frac{t}{20}}=5e^{-\frac{t}{20}}+2te^{-\frac{t}{20}}+3e^{\frac{t}{1000}-\frac{t}{20}}$$$$\phantom{Z(t)}=5e^{-\frac{t}{20}}+2te^{-\frac{t}{20}}+3e^{-\frac{49t}{1000}}$$insgesamt geflossen ist. Diese können wir mit folgendem Integral formulieren:$$G(t)=\int\limits_0^TZ(t)\,dt=\int\limits_0^T5\cdot e^{-\frac{t}{20}}dt+\int\limits_0^T\underbrace{2t}_{=u}\cdot\underbrace{e^{-\frac{t}{20}}}_{=v'}dt+\int\limits_0^T3e^{-\frac{49t}{1000}}dt$$

Wir berechnen die drei Integrale einzeln. Beim mittleren Integral verwenden wird dafür die Methode der partiellen Integration:$$I_1=\left[5\,\frac{e^{-\frac{t}{20}}}{-\frac{t}{20}}\right]_0^T=\left[-100e^{-\frac{t}{20}}\right]_0^T=-100e^{-\frac{T}{20}}+100=100\cdot\left(1-e^{-\frac{T}{20}}\right)$$$$I_2=\left[\underbrace{2t}_{=u}\cdot\underbrace{\frac{e^{-\frac{t}{20}}}{-\frac{1}{20}}}_{=v}\right]_0^T-\int\limits_0^T\underbrace{2}_{=u'}\cdot\underbrace{\frac{e^{-\frac{t}{20}}}{-\frac{1}{20}}}_{=v}dt=\left[-40te^{-\frac{t}{20}}\right]_0^T+\int\limits_0^T40e^{-\frac{t}{20}}dt$$$$\phantom{I_2}=\left[-40te^{-\frac{t}{20}}\right]_0^T+\left[40\,\frac{e^{-\frac{t}{20}}}{-\frac{1}{20}}\right]_0^T=\left[-40te^{-\frac{t}{20}}\right]_0^T+\left[-800e^{-\frac{t}{20}}\right]_0^T$$$$\phantom{I_2}=-40Te^{-\frac{T}{20}}-800e^{-\frac{T}{20}}+800=800\left(1-e^{-\frac{T}{20}}\right)-40Te^{-\frac{T}{20}}$$$$I_3=\left[3\,\frac{e^{-\frac{49t}{1000}}}{-\frac{49}{1000}}\right]_0^T=\left[-\frac{1000}{49}e^{-\frac{49t}{1000}}\right]_0^T=-\frac{1000}{49}e^{-\frac{49T}{1000}}+\frac{1000}{49}=\frac{1000}{49}\left(1-e^{-\frac{49T}{1000}}\right)$$Als Geldfluss erhalten wir:$$G(T)=100\left(1-e^{-\frac{T}{20}}\right)+800\left(1-e^{-\frac{T}{20}}\right)-40Te^{-\frac{T}{20}}+\frac{1000}{49}\left(1-e^{-\frac{49T}{1000}}\right)$$$$G(T)=900-(900+40T)\cdot e^{-\frac{T}{20}}+\frac{1000}{49}\left(1-e^{-\frac{49T}{1000}}\right)$$

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Muss es mit einem Integral geschehen

Ja.

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https://www.integralrechner.de/

Hier ein Beispiel für T=10.

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