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Steig- und Sinkflug

Schüler

Tags: Flugzeug

 
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stinlein

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18:58 Uhr, 04.12.2024

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Liebe Mathefreunde!
Ich habe nochmals ein großes Problem. Laut beigefügtem Anhang soll ich die momentane Änderungsrate der Flughöhe eines Flugzeuges näherungsweise durch die gegebene Funktion f beschreiben. Lesen Sie aus der obigen Abbildung diejenige Zeit tm ab, zu der das Flugzeug seine maximale Flughöhe erreicht. Ich tue mich da schwer. Warum muss ich das Ergebnis bei t=0 ablesen. Da wäre das Ergebnis ja ca. 600s.
Bitte um Erklärung!
Danke im Voraus!
stinlein

P1230854

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
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Roman-22

Roman-22

19:21 Uhr, 04.12.2024

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> Warum muss ich das Ergebnis bei t=0 ablesen.
Musst und sollst du doch nicht!?

In den ersten 10 Minuten (600 Sekunden) ist die Änderungsrate durchgehend positiv, das bedeutet, dass die Flughöhe kontinuierlich steigt.
Danach ist die Änderungsrate durchgehend negativ (mit Ausnahme einen klitzekleinen Ausreißers so um die 2160 Sekunden), was bedeutet dass die Flughöhe kontinuierlich weniger wird.
Daher muss wohl die maximale Flughöhe nach 10 Minuten erreicht werden, wenn das Flugzeug danach ständig sinkt.

Anders argumentiert: Der Graph gibt die Ableitung der Flughöhe an und eine Nullstelle der Ableitung bedeutet ja oft ein Extremum (wenn die Ableitungsfunktion dort ihr Vorzeichen ändert). Und nachdem die gegebene Ableitungsfunktion an der Nullstelle vom positiven im den negativen Bereich geht und nicht umgekehrt, handelt es sich um ein Maximum.

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pivot

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19:27 Uhr, 04.12.2024

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Hallo,

du hast bis t=600 (Sekunden) immer eine positive Änderung. Danach fast immer eine negative Änderung. Nach t=600 verringert sich somit die fast immer Höhe.

Eigentlich betrachtet man die Flächen oberhalb und unterhalb der x-Achse um die Flughöhe zu ermitteln. Die Summe ergibt dann die jeweils aktuelle Flughöhe. Bis t=600 sind die Flächen ausnahmslos positiv. Danach nimmt die Flughöhe fast immer ab.

Gruß
pivot


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KL700

KL700 aktiv_icon

19:30 Uhr, 04.12.2024

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Die Fläche unter dem Graphen und über der x-Achse ist der zurückgelegte Steigweg und ist ein Maß für die Flughöhe. Das Flugzeug steigt 600s, dann sinkt es wieder.
stinlein

stinlein aktiv_icon

19:34 Uhr, 04.12.2024

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Ich habe doch noch eine Rückfrage zu dieser Aufgabe. Hier steht noch: Es wird folgende Berechnung durchgeführt: 15501800f(t)dt=-1249m
Interpretieren Sie das Ergebnis dieser Berechnung im gegebenen Zusammenhang!
Ich hätte das so interpretiert, dass die Flughöhe um diesen Betrag abnimmt, weil sich alles im negativen Bereich befindt. Hoffentlich habe ich das richtig interpretiert.
Danke im voraus!
stinlein


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pivot

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00:41 Uhr, 05.12.2024

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Ja. Richtig.
Etwas konkreter: Die Flughöhe zwischen t=1550 und t=1800 nimmt um 1249 Meter ab.
Antwort
Roman-22

Roman-22

00:46 Uhr, 05.12.2024

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> Ich hätte das so interpretiert, dass die Flughöhe um diesen Betrag abnimmt, weil sich alles im negativen Bereich befindt. Hoffentlich habe ich das richtig interpretiert.

Die Interpretation ist richtig, aber die Begründung zumindest fraglich.
Es ist unerheblich, ob sich "alles" im negativen Bereich befindet oder nicht.
Das Integral von 1550 bis 1800 ist negativ und daher sinkt das Flugzeug in Summe um diese Höhe innerhalb dieser 250 Sekunden.
Ob es ein kontinuierliches Sinken war, so wie im vorliegenden Fall oder ob das Flugzeug dazwischen vielleicht sogar mal wieder an Höhe gewonnen hat lässt sich aus dem Ergebnis -1249 nicht rückschließen. Man kann nur sagen, dass es zum Zeitpunkt 1800(s) um 1249(m) niedriger flog als 250 Sekunden zuvor.
Frage beantwortet
stinlein

stinlein aktiv_icon

06:54 Uhr, 05.12.2024

Antworten
Ganz lieben Dank für diese verständliche Aufklärung. Auf bald wieder!
stinlein