Zwei Kerzen werden gleichzeitig angezündet.
Kerze A ist zu Beginn \(25\,\text{cm}\) hoch und brennt pro Stunde um \(1{,}5\,\text{cm}\) ab.
Kerze B ist zu Beginn \(20\,\text{cm}\) hoch und brennt pro Stunde um \(0{,}5\,\text{cm}\) ab.
a) Stelle für beide Kerzen eine Funktionsgleichung auf, welche die Höhe \(h\) (in \(\text{cm}\)) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) (in Stunden) beschreibt.
b) Berechne mithilfe des Gleichsetzungsverfahrens, nach welcher Zeit beide Kerzen genau gleich hoch sind und wie hoch sie dann noch sind.
Denkanstöße
- Überlege dir, wie sich die Höhe einer Kerze zusammensetzt: Startwert minus Abbrenngeschwindigkeit mal Zeit.
- Welche Variable steht für die Zeit und welche für die Höhe?
- Was bedeutet es mathematisch, wenn beide Kerzen „gleich hoch“ sind?
- Achte beim Rechnen darauf, die Einheiten im Kopf zu behalten, aber in der Rechnung nur mit den Zahlen zu arbeiten.
Lösung
1. Aufstellen der Gleichungen: Für Kerze A gilt \(h = 25 - 1{,}5t\). Für Kerze B gilt \(h = 20 - 0{,}5t\).
2. Gleichsetzen der Terme für \(h\): \(25 - 1{,}5t = 20 - 0{,}5t\).
3. Lösen nach \(t\): Subtraktion von \(20\) ergibt \(5 - 1{,}5t = -0{,}5t\). Addition von \(1{,}5t\) ergibt \(5 = 1t\), also \(t = 5\).
4. Berechnung der Höhe \(h\): Einsetzen von \(t = 5\) in die erste Gleichung ergibt \(h = 25 - 1{,}5 \cdot 5 = 25 - 7{,}5 = 17{,}5\).
Nach \(5\,\text{h}\) sind beide Kerzen \(17{,}5\,\text{cm}\) hoch.
Antwort
a) Kerze A: \(h = 25 - 1{,}5t\); Kerze B: \(h = 20 - 0{,}5t\)
b) Nach \(5\,\text{Stunden}\) sind beide Kerzen \(17{,}5\,\text{cm}\) hoch.