• Anwendung - Schnittpunkt von Funktionen
  • pawlowski-yahja
  • 21.07.2020
  • Mathematik
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  • 8
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  • Arbeitsblatt
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1
Zwei Autos fahren auf einer Rennstrecke.
Auto 1 fährt immer gleichmäßig 245 km/h.
Auto 2 hat einen Vorsprung von 2,5 km und fährt aber konstant nur 195 km/h.

a) Erstelle die passenden Funktionsgleichungen (1) und (2).

b) Berechne den Schnittpunkt der beiden Gleichungen.

c) Beschreibe in deinen Worten, was das Ergebnis aussagt. (Wahrscheinlich ist es sinnvoll, die Zeitangabe in Minuten umzurechnen.)
Lösung1
a) Die bei­den Funk­ti­ons­glei­chun­gen lau­ten:
(1) y = 245x
(2) y = 195x +2,5



b) Um den x-​Wert des Schnitt­punk­tes her­aus­zu­fin­den, wer­den die Glei­chun­gen gleich­ge­setzt und nach x auf­ge­löst:
(1)=(2)
245x = 195x+2,5 |-195x
50x = 2,5 |:50
x = 0,05

Beim ge­fun­de­nen x-​Wert schnei­den sich also die Funk­tio­nen. Um den y-​Wert an die­ser Stel­le zu er­mit­teln, muss man x in eine der Glei­chun­gen ein­set­zen:
x in (1):
y = 245⋅0,05 = 12,25

Der Schnitt­punkt ist also S (0,05|12,25)



c) Der ge­fun­de­ne Schnitt­punkt be­sagt, dass nach 0,05 Stun­den beide Autos 12,25 km vom An­fangs­punkt ent­fernt sind.
Wenn man die Stun­den in Mi­nu­ten um­rech­net (0,05 h ⋅ 60 min/h = 3 min), kann man sagen:
Nach 3 min hat Auto 1 das an­de­re Auto ein­ge­holt.

Wenn ein Fahrzeug gleichmäßig

70 km/h fährt, zeigt die Gleichung

y = 70x

an, wie groß die zurückgelegte Wegstrecke y nach x Stunden ist.



Der Graph der Funktion y=70x verläuft durch den Punkt P (2|140).

Das bedeutet, dass das Fahrzeug nach 2 Stunden ...

2
Zwei große Wannen werden mit Wasser gefüllt. In Wanne 1 sind schon 30,25 Liter drin, in Wanne 2 erst 14,5 Liter. Wasserhahn 1 bringt 15 Liter pro Minute, Wasserhahn 2 liefert 18,5 Liter pro Minute. Wann sind beide Wannen gleich voll? Wie viel Wasser enthalten sie dann jeweils?
3
Peters Tennisverein kostet im Monat 25 € und verlangt eine Anmeldegebühr von 150 €. Der Verein von Cem verlangt monatlich 31 €, aber die einmalige Anmeldegebühr beträgt nur 50 €. Wann zahlt Peter weniger, wann Cem?
Lösung2
Auf­stel­len von zwei Glei­chun­gen
und Er­mitt­lung von Schnitt­punkt S:

(1) y = 15x + 30,25
(2) y = 18,5x + 14,5

(1)=(2)
15x + 30,25 = 18,5x +14,5 |-14,5
15x +15,75 = 18,5x | -15x
15,75 = 3,5x |:3,5
4,5 = x
x = 4,5

x in (1):
y = 15⋅4,5 + 30,25
y = 97,75

Schnitt­punkt S (4,5|97,75)

Ant­wort­satz: Die Wan­nen sind nach 4,5 Mi­nu­ten gleich voll. Jede ein­zel­ne ent­hält dann 97,75 Liter Was­ser.
Lösung3
Zwei Glei­chun­gen auf­stel­len und den Schnitt­punkt be­rech­nen:

(1) y = 25x + 150
(2) y = 32x + 31

(1)=(2)
25x + 150 = 32x + 31 |-31
25x +119 = 32x | -25x
119 = 7x |:7
x = 17

x in (1):
y = 25⋅17 + 70
y = 495

Schnitt­punkt S (17|495)

Ant­wort­satz: Nach 17 Mo­na­ten haben beide in ihrem Ver­ein 495 € ge­zahlt (17 Mo­nats­bei­trä­ge und 1 mal An­mel­de­ge­bühr). Das be­deu­tet bei einer Mit­glied­schaft bis zum 16. Monat zahlt Cem we­ni­ger, aber ab dem 18. Monat ist der Ver­ein von Peter bil­li­ger, weil dann nur die güns­ti­ge­re Mo­nats­ge­bühr dazu kommt.
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