Abitur: Anwendungsaufgaben
Klasse 12–13 · Drei Aufgaben mit Text aus dem Alltag – je eine aus Analysis, Stochastik und Geometrie. Ideal, um das Übersetzen in Mathe zu üben.
- 13 Aufgaben
- 30 Punkte
- 60 Minuten
Leg Dir Stift und Papier bereit – gerechnet wird wie in der echten Arbeit auf dem Schmierzettel. Online trägst Du nur die Ergebnisse ein. Am Ende klickst Du auf „Abgeben“ und bekommst Deine Punkte, eine Note und alle Lösungen.
zum Beispiel bei einem Nachteilsausgleich
Aufgabe 1: Analysis (10 P.)
In ein leeres Becken läuft Wasser. Die Zuflussrate in Litern pro Minute beträgt r(t) = 2 · t · (6 − t) für 0 ≤ t ≤ 6 (t in Minuten). Danach wird der Zufluss geschlossen. Tipp: Die Zuflussrate sagt, wie schnell Wasser kommt. Wie viel Wasser insgesamt gekommen ist, liefert das Integral.
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2 P.
Wie groß ist die Zuflussrate nach 1 Minuten?l/minLösung: \(r(1) = 10\,\tfrac{\text{l}}{\text{min}}\)
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3 P.
Zu welchem Zeitpunkt fließt am meisten Wasser zu?minLösung: \(r'(t) = 2 \cdot (6 - 2t)\) \(= 0\) \(\Rightarrow\; t = 3\,\text{min}\)
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2 P.
Wie groß ist die größte Zuflussrate?l/minLösung: \(r(3) = 18\,\tfrac{\text{l}}{\text{min}}\)
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3 P.
Wie viele Liter sind nach 6 Minuten im Becken?lLösung: \(\int_{0}^{6} r(t)\,dt\) \(= 2 \cdot \left[6\tfrac{t^2}{2} - \tfrac{t^3}{3}\right]_0^{6}\) \(= 72\,\text{l}\)
Aufgabe 2: Stochastik (10 P.)
Eine Anlage füllt Saft in Flaschen. Die Füllmenge X (in ml) ist normalverteilt mit dem Erwartungswert μ = 500 ml und der Standardabweichung σ = 4 ml. Tipp: Standardisiere mit z = (x − μ) : σ und lies Φ(z) in der Tabelle oder mit dem Taschenrechner ab. Für „mehr als“ rechnest Du 1 − Φ(z). Werte aus der Tabelle dürfen etwas abweichen.
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2 P.
Wahrscheinlichkeit, dass eine Flasche weniger als \(494\) ml enthält (3 Stellen)Lösung: \(P(X < 494)\) \(= \Phi\left(\frac{494 - 500}{4}\right)\) \(= \Phi(-1{,}5)\) \(\approx 0{,}067\)
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2 P.
Wahrscheinlichkeit, dass die Füllmenge höchstens \(6\) ml von \(\mu\) abweicht (3 Stellen)Lösung: \(P(494 \leq X \leq 506)\) \(= 2\,\Phi(1{,}5) - 1\) \(\approx 0{,}866\)
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2 P.
Wie viele von 5000 Flaschen enthalten voraussichtlich weniger als \(494\) ml? (ganze Zahl)Lösung: \(5000 \cdot 0{,}0668 \approx 334\)
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2 P.
Ab welcher Füllmenge gehört eine Flasche zu den 5 % vollsten? (1 Stelle)mlLösung: \(P(X \geq c)\) \(= 0{,}05\) \(\Rightarrow\; \Phi\left(\frac{c - 500}{4}\right)\) \(= 0{,}95\) \(\Rightarrow\; \frac{c - 500}{4}\) \(\approx 1{,}645\) \(\Rightarrow\; c \approx 506{,}6\,\text{ml}\)
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2 P.
Auf welchen Wert muss \(\sigma\) sinken, damit nur 1 % der Flaschen weniger als \(494\) ml enthalten? (2 Stellen)mlLösung: \(\Phi\left(\frac{-6}{\sigma}\right)\) \(= 0{,}01\) \(\Rightarrow\; \frac{6}{\sigma} \approx 2{,}326\) \(\Rightarrow\; \sigma \approx 2{,}58\,\text{ml}\)
Aufgabe 3: Geometrie (10 P.)
Ein Zelt hat die Form einer Pyramide mit quadratischem Boden ABCD und Spitze S: A(0|0|0), B(6|0|0), C(6|6|0), D(0|6|0) und S(3|3|6). Eine Längeneinheit ist 1 m. Tipp: Eine Kante ist ein Vektor – ihre Länge ist sein Betrag.
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3 P.
Wie lang ist die Kante \(\overline{AS}\)? (auf 2 Stellen runden)mLösung: \(|\overrightarrow{AS}| = \sqrt{3^2 + 3^2 + 6^2}\) \(= \sqrt{54} \approx 7{,}35\,\text{m}\)
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2 P.
Wie groß ist das Volumen des Zelts?m³Lösung: \(V = \tfrac{1}{3} \cdot 6^{2} \cdot 6 = 72\,\text{m}^3\)
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3 P.
Neigungswinkel der Kante \(AS\) gegen den Boden (auf 2 Stellen runden)°Lösung: \(\sin\alpha = \frac{6}{\sqrt{54}}\) \(\Rightarrow\; \alpha \approx 54{,}74^\circ\)
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2 P.
Mittelpunkt \(M\) der Kante \(BS\)Lösung: \(M\left(\tfrac{6 + 3}{2} \mid \tfrac{0 + 3}{2} \mid \tfrac{0 + 6}{2}\right)\) \(= M(4{,}5 \mid 1{,}5 \mid 3)\)
Brüche als 3/4, Dezimalzahlen mit Komma, mehrere Lösungen mit ; trennen, Potenzen als x^2, Wurzeln als sqrt(5). Gerundete Ergebnisse dürfen etwas abweichen.
Gut zu wissen
- Anwendungsaufgaben (nur in den Probe-Klausuren) beginnen mit einem Text aus dem Alltag. Lies ihn zweimal und markiere Dir, was gegeben ist. Die Teilaufgaben bauen aufeinander auf, sind aber einzeln bewertet: Wenn Du bei einer Teilaufgabe hängst, mach mit der nächsten weiter.
- Teilpunkte gibt es, wenn eine Antwort aus mehreren Teilen besteht und ein Teil stimmt – zum Beispiel eine von zwei Lösungen einer Gleichung. Für den Rechenweg kann der Computer keine Punkte vergeben. In der echten Arbeit bekommst Du dafür aber oft Punkte, auch wenn das Ergebnis nicht stimmt. Schreib Deinen Rechenweg darum immer auf!
- Gerundete Ergebnisse werden mit einer kleinen Toleranz geprüft. Brüche darfst Du als
3/4eingeben. - Deine Ergebnisse werden nur in Deinem Browser gespeichert, damit Du Deine Fortschritte siehst. Wir speichern nichts auf unserem Server.
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