B2 Aufgabe 3
Gegeben ist die in definierte Funktion mit . Ihr Graph ist .
Aus werden in drei Schritten neue Graphen erzeugt. Die drei Schritte sind:
Spiegeln an der x-Achse.
Verschieben um 6 in positive x-Richtung.
Verschieben um 14 in positive y-Richtung.
Wird den drei Schritten in der angegebenen Reihenfolge unterzogen, so entsteht der Graph der in der Aufgabe 3 betrachteten Funktion .
Abbildung 1 zeigt den Graphen der in definierten Funktion mit .
In einem Modell, das aus langjährigen Messungen gewonnen wurde, beschreibt für den Verlauf der Tagesdurchschnittstemperatur an einem bestimmten Ort. Dabei ist die seit einem bestimmten Tag des Kalenderjahres vergangene Zeit in Monaten und die Temperatur in .

Abbildung 1
Ermitteln Sie, wie lange die Tagesdurchschnittstemperatur an dem Ort innerhalb eines Jahres über liegt. (2 P)
Geben Sie die Wendestelle von an.
Beschreiben Sie die Bedeutung dieser Wendestelle hinsichtlich des Verlaufs der Tagesdurchschnittstemperatur. (1 P + 1 P)
Die folgenden Rechnungen stellen in Verbindung mit Abbildung 1 die Lösung einer Aufgabe im Sachzusammenhang dar:
Geben Sie eine passende Aufgabenstellung an und erläutern Sie den dargestellten Lösungsweg. (2 P + 2 P)
Für einen anderen Ort ist der Verlauf der Tagesdurchschnittstemperatur ab einem bestimmten Tag des Kalenderjahres in Abbildung 2 modellhaft dargestellt.
Abbildung 2
(i) Begründen Sie, dass eine ganzrationale Funktion zur Modellierung des in Abbildung 2 dargestellten Verlaufs mindestens den Grad haben sollte.
Der Verlauf soll mithilfe einer ganzrationalen Funktion mit
, modelliert werden. Dabei soll die seit dem bestimmten Tag des Kalenderjahres vergangene Zeit in Monaten und die Tagesdurchschnittstemperatur in sein. (2 P)
(ii) Bei der Modellierung mit der Funktion sollen folgende Bedingungen erfüllt sein:
Die geringste Tagesdurchschnittstemperatur liegt bei vor, die höchste Tagesdurchschnittstemperatur von liegt bei vor. Bei nimmt die Tagesdurchschnittstemperatur mit einer Rate von pro Monat am schnellsten ab.
Stellen Sie aus diesen Bedingungen ein Gleichungssystem zur Berechnung von und auf.
[Eine Berechnung der Werte muss nicht durchgeführt werden.] (3 P)