Klataza 🧮 Math
Unit 55 · Ganze Aufgaben 1 und 2
🦠 Exponentialfunktionen
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Aufgabe 1: Abkühlung
Ein Getränk kühlt ab. Seine Temperatur in °C nach x Minuten ist T(x) = 20 + 50 · e−0,05x.
- a) Anfangstemperatur T(0)?
- b) Temperatur nach 10 Minuten (1 Dezimale)?
- c) Nach wie vielen Minuten ist das Getränk auf 50 °C abgekühlt (2 Dezimalen)?
- d) Momentane Änderungsrate zu Beginn T'(0) (°C pro Minute)?
- e) Welcher Temperatur nähert sich das Getränk langfristig?
Aufgabe 2: Bakterienwachstum
Eine Bakterienkultur wächst exponentiell: N(x) = N₀ · ekx, x in Stunden. Zu Beginn sind es 200, nach 2 Stunden 270 Bakterien.
- a) Bestimme k (4 Dezimalen).
- b) Wie viele Bakterien sind es nach 5 Stunden (ganze Zahl)?
- c) Verdopplungszeit (Stunden, 2 Dezimalen)?
- d) Wachstumsgeschwindigkeit N'(2) (Bakterien pro Stunde)?
Lösungen
Aufgabe 1
- a) 70
T(0) = 20 + 50 · e⁰ = 70 - b) 50,3
T(10) = 20 + 50 · e−0,5 ≈ 50,3 - c) 10,22
20 + 50e−0,05x = 50 ⇒ e−0,05x = 0,6 · x = ln(0,6) / (−0,05) ≈ 10,22 - d) −2,5
T'(x) = −0,05 · 50 · e−0,05x · T'(0) = −2,5 - e) 20
Für x → ∞ geht e−kx → 0 ⇒ T → 20 (waagrechte Asymptote y = 20).
Aufgabe 2
- a) 0,1501
200 · e2k = 270 ⇒ e2k = 1,35 · k = ln(1,35) / 2 ≈ 0,1501 - b) 423,5107
N(5) = 200 · e0,1501·5 ≈ 424 - c) 4,62
ekx = 2 ⇒ x = ln 2 / k · = 4,62 - d) 40,5141
N'(x) = k · N(x) ⇒ N'(2) = 0,1501 · 270 ≈ 40,5