Rike und Charly haben sich vorgenommen, als Alternative zur Trainingsstrecken-Aufgabe selbst eine übersichtliche und anwendungsnahe Abiaufgabe zu entwerfen. Geht das zum Thema Skilauf? Charly hat die Idee, kleinere Sprungschanzen, die manchmal zu Skiabfahrtpisten dazugehören, zu untersuchen. Vor allem die Landebahnen dazu sollen wie „richtige“ Skischanzen den gängigen Standards genügen. Er schlägt vor, dass die Schüler und Schülerinnen eine parameterabhängige Kurve p3(x) mit den folgenden Eigenschaften bestimmen:
Nachdem Charly von seinem Trainingslager zurückgekehrt ist, wundert er sich über Rikes neue Haarfarbe und Frisur. Rike freut sich und kann es kaum erwarten, dass er ihr die unglaubliche Skipiste vorführt. Sie ist Teil der Abiaufgabe für Berlin und Brandenburg vom letzten Jahr, die die Beiden schon seit einiger Zeit besprechen. Sie geht so:
Die originalen Teilaufgaben zur Skipiste
In einer Trainingshalle für Skiläufer ist eine Skipiste angelegt, auf der kurze Anstiege und Abfahrten trainiert werden können. Das Profil dieser Skipiste wird im Intervall [−7; 0] durch den Graphen der Funktion f0,5 modelliert. In den Intervallen [0; 4] und [4; 5] erfolgt die Modellierung der Profilkurve durch zwei quadratische Parabeln. Dabei werden die Parabeln so gewählt, dass die Profilkurve keinen Knick hat. Der Boden der Trainingshalle wird in der gleichen Profilansicht durch die x-Achse beschrieben. In der Abbildung 3 ist die Profilkurve der Skipiste skizziert. Es gilt: 1LE = 5m.
Abb. 3 nach: Mathematik Abitur 2024. Leistungskurs. Berlin und Brandenburg. Prüfungen und Lösungen, L&K development GmbH, Berlin, 2023, S. 45
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.
Charly wundert sich, dass Rikes "seriöse" Lösung der IGA-Abiaufgabe ein anderes Ergebnis als die Musterlösung liefert. Rike hat ein regelmäßiges Muster, das die Anforderung von 6 Blumen pro m² erfüllt, gefunden und damit die gegebene Fläche zwischen den Kurven und der -Achse von knapp 30 m² ausgelegt.
Fläche , die mit Blumen zu belegen ist. Für die Formeln von und siehe Beitrag Die IGA-Aufgabe.
Bei der Musterlösung war die Fläche unabhängig von der Geometrie zu bepflanzen – aber eben nur im Mittel.
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
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.
Lila hat endlich ihre DGL-Prüfung bestanden und erzählt Jenny davon. Sie ist von ihrer Professorin Anna Kratofil zu nicht eindeutigen Lösungen gefragt worden.
Lila erzählt Max wieder von den Krotofil-Vorlesungen. Bevor sie die große Theorie behandelte, haben sie u.a. DGLn aus der Physik betrachtet.
Lila Überall, wo zeitliche Prozesse stattfinden, spielen DGLn eine große Rolle: wenn du mit dem Fahrrad fährst, mit dem Auto, wenn du kochst, wenn du dein Handy benutzt oder wenn sich die Planeten im All bewegen.
Charly kommt nach Brunsbüttel, um Rike und Ben zu besuchen. Er vermeidet seit einiger Zeit öffentliche Nahverkehrsmittel und hat sich einen gebrauchten Ford gekauft. Mit dem kommt er auch. Doch leider hat er auf der Fähre einen kleinen Auffahrunfall; der Kotflügel ist zusammengedrückt. Als Charly bei Rike und Ben ankommt, sieht er wie sein Ford ziemlich zerknirscht aus.
Ben und Rike sitzen zusammen, Rike erzählt eine Geschichte aus ihrem Matheunterricht damals in der Schule.
Die Verzweiflung von Rikes Lehrer
Rike Als ich in die weiterführende Schule kam, hatten wir endlich Geometrie: Punkte, Geraden, Kreise, wir haben Winkel gemessen, Dreiecke gezeichnet usw. Ich erinnere mich noch, als unser Mathelehrer, Herr Wiezorek, uns parallele Geraden erklärte: Weiterlesen
