Analysis - Hochwassermodellierung mit e-Funktionen
Hier wird Mathematik richtig praktisch: Du modellierst ein Hochwasserereignis mit der Funktion f(t) = 22·e^−0,001⋅(t−75)2 + 5. Diese Funktion beschreibt, wie viel Wasser pro Stunde durch einen Flussquerschnitt fließt.
Die Exponentialfunktion hat ihre maximale Abflussrate bei t = 75 Stunden (dann wird der Exponent null). Der Graph zeigt eine typische Glockenkurve um diesen Zeitpunkt. Die Ableitung f'(t) = -0,044·t−75·e^−0,001⋅(t−75)2 wird mit der Kettenregel gebildet.
Das zweite Modell nutzt eine Kosinusfunktion: g(t) = -11·cos2π/150⋅t + 16. Die Parameter haben konkrete Bedeutungen: 16 ist die mittlere Abflussrate, 11 die Amplitude der Schwankungen, 150 die Periodendauer in Stunden.
Merke: Bei Anwendungsaufgaben immer die Parameter im Sachkontext interpretieren - das bringt oft einfache Punkte!
Hochwasser tritt ein, wenn die Abflussrate über 20.000 m³/h steigt. Beide Modelle zeigen unterschiedliche Zeiträume für die Überschwemmung - ein wichtiger Vergleich für die Praxis.