Rike hat sich nach dem Abendessen mit dem Newton-Verfahren und seiner Implementierung auf einem wissenschaftlichen Taschenrechner beschäftigt. Sie hat das allerbeste Skipisten-Beispiel überprüft und andere Beispiele untersucht. Schließlich ist sie dann sehr spät nachts zu Charly ins Bett gekrochen. Dann hat sie (wieder einmal) schlecht geträumt. Beim Frühstück erzählt sie Charly ihren Traum. Weiterlesen
Kategorie: Analysis
Die Entfernung der allerbesten Skipiste zum Mittelpunkt der Erde
Rike hat in Erwartung der Berechnung einer Skipiste in einer abwechslungsreichen Landschaft mit starken Abfahrten ins Ungewisse die ganze Nacht vom Skifahren geträumt. Sie ist immer wieder ins "schwarze Loch" gefahren und mehrfach hochgeschreckt. (Charly hatte ihr zwar das File mit der Aufgabe nicht gegeben, aber sie dann doch irgendwie beruhigt.) Ob sie wohl die Länge der Strecke ins "schwarze Loch" ausrechnen soll? Oder die Geschwindigkeit eines Skifahrers oder den Abstand von zweien?
Charly Nein, Rike, diese Abfahrt für große x und negative a brauchst du nicht zu fahren! Die Strecke auf dem Höhenzug fmax, den du ausgerechnet hast, ist doch viel schöner: freier Blick nach vorn, rechts und nach links, das ist die allerbeste Piste!
Rike Okay, fmax ist die allerbeste Piste! Charly, nun sag schon, was ist die nächste Teilaufgabe? Ich hätte tausend verrückte Vorschläge!
Die Trainingsstrecken-Aufgabe
Charly sitzt an diesem verregneten und windigen Osterferientag an einer „sportlichen“ Abiaufgabe. Es ist eine typische Analysis-Aufgabe über eine Funktionenschar mit einem Parameter. In dieser Aufgabe werden Nullstellenberechnung, Flächenberechnung, Kurvendiskussion, topologische Eigenschaften, numerische Näherungsverfahren, Zahlentheorie und nicht zuletzt eine Anwendung kombiniert. Die Aufgabe, die einen wissenschaftlichen Taschenrechner als Hilfsmittel zulässt, hat 13 Teilaufgaben. Man kann insgesamt für die Aufgabe 50 Punkte erhalten. Da kommt Rike dazu.
Ein 16x16-Gleichungssystem für die Spline-Aufgabe
– Fortsetzung der Lösung der Spline-Aufgabe –
Rike Schade, dass der Ansatz für größere 
nicht aufgeht. Doch wenn dir die Nullstelle bei 
so wichtig ist, dann machen wir eben einen neuen Ansatz und fordern, dass das Spline genau diese Nullstelle oder besser ausgedrückt: genau diese Stützstelle hat.
Spline-Ansatz mit 4 Stücken
Charly Ja, das ist mir wichtig. Sehe ich das richtig, dass wir bei 
noch einmal stückeln?
Rike Ja.
Charly Warte, dann haben wir 4 Polynome.
Wie aus der schrägen Ellipsenaufgabe eine Spline-Aufgabe wird
Als Charly vom Joggen wiederkommt, findet er Rike ganz verzweifelt. Sie hat sich die schräge Ellipsenaufgabe noch einmal vorgenommen und Charlys Funktion 
genauer angeschaut. Sie bemerkt, dass diese Funktion nur für einige sehr gut mit der Vorlage übereinstimmt, aber leider nicht an anderen wichtigen Punkten.
Die schräge Ellipsenaufgabe
Als Rike vom Joggen wiederkommt, findet sie Charly ganz verzweifelt. Der Stundenplan fürs neue Schuljahr steht so gut wie fest und wie es aussieht, soll Charly neben Sport wieder einen Abikurs in Mathe übernehmen. So hat er sich weitere Abiaufgaben von Berlin-Brandenburg angeschaut, so auch die (hilfsmittelfreie) Analysis-Aufgabe für den Leistungskurs von 2021. In dieser Aufgabe geht es darum, aus einer Grafik für eine Stammfunktion 
die zugehörige Funktion
zu finden und deren Eigenschaften zu diskutieren.
Die grafische Darstellung der Funktion F
. Abbildung nach [Ott, Schomburg, 2021]
von 
an der Stelle 
„näherungsweise“ bestimmt werden. Er zeigt Rike die Aufgabe.
KI-Variationen einer Klausuraufgabe
Rike kommt für einen kurzen Besuch an ihre ehemalige Uni, wo sie früher Mathetutorien gegeben hat. Sie lässt sich die neusten Matheklausuren zeigen. Die von der 3D-Darstellung von Funktionen zweier Veränderlicher hat es ihr besonders angetan. Wie schön die ist, seufzt sie.
Rikes seriöse Lösung der IGA-Aufgabe
Rike hat schon gemerkt, dass ihre zufällige Anordnung von 6 Blumen pro Quadratmeter Charly in der IGA-Aufgabe nicht gefallen hat, ja, dass diese Lösung nicht nur Charly nicht gefällt sondern auch auf der IGA 2017 keinen Beifall gefunden hätte. So überlegt sie, ob es nicht doch eine seriöse Lösung gibt. Sie erinnert sich, dass Gärtner häufig diagonale Anordnungen benutzen. Eine Diagonale ergäbe so ein 5er Muster. Weiterlesen
Die IGA-Aufgabe
Charly bereitet sich an einem Sonntagmorgen auf das nächste Schulhalbjahr vor und schaut sich die letzten Mathe-Abiaufgaben an. Die Analysis-Aufgabe zur Internationalen Gartenbauausstellung 2017 in Berlin hat es ihm besonders angetan.
In dieser Aufgabe soll ein rechteckiges Beet (16 m x 6 m) durch Kurven der Form
geteilt werden, siehe Abbildung.
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Rikes alternative Bonsai-Aufgabe
Rike und Charly haben Sommerferien. Während Charly im Wald joggt, schaut sich Rike Charlys Sammlung ehemaliger Abi-Aufgaben an. Da findet sie diese Bonsai-Aufgabe:
Die originale Bonsai-Aufgabe
2.2 Analysis: Bonsai-Bäume
Bonsai bezeichnet eine spezielle japanische Gartenkunst, bei der Bäume durch Züchtung in einem Gefäß extra klein gehalten werden. Das Wachstum eines bestimmten Bonsai-Baumes lässt sich bis zum Erreichen der maximalen Höhe für t ≥ 0 mit der Funktion
beschreiben.
Dabei gibt t die Zeit in Jahren und f(t) die Höhe in cm an.
a) Bestimmen Sie die Höhe des Baumes nach 4 Jahren und nach 8 Jahren.
b) Berechnen Sie die maximale Höhe des Baumes. Geben Sie an, wie viele Jahre der Baum wächst.
c) Berechnen Sie die höchste Wachstumsgeschwindigkeit. Es genügt die Bearbeitung mit dem notwendigen Kriterium.
[…]
[Mathematik Abitur 2022, S. 72 ]
