Aufgabe 4122
Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung Angewandte Mathematik
Quelle: BHS Matura vom 09. Mai 2018 - Teil-B Aufgabe
Angabe mit freundlicher Genehmigung vom Bundesministerium für Bildung; Lösungsweg: Maths2Mind
Wiener Öffis - Aufgabe B_187
Wien betreibt das fünftgrößte Straßenbahnnetz weltweit und das fünftgrößte U-Bahn-Netz in der Europäischen Union. Seit 1995 steigt die Zahl der Passagiere ständig an.
Teil a
Fahrgastzahlen:
Jahr | 2002 | 2005 | 2008 | 2011 |
Fahrgastzahl der Wiener Linien in Millionen | 722,4 | 746,8 | 803,7 | 875,0 |
1. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Interpretieren Sie das Ergebnis der folgenden Berechnung im gegebenen Sachzusammenhang:
\(\dfrac{{875,0 - 722,4}}{{722,4}} \approx 0,21\)
[1 Punkt]
Es wird angenommen, dass der Zusammenhang zwischen der Zeit t in Jahren und der Fahrgastzahl der Wiener Linien in Millionen pro Jahr näherungsweise durch eine lineare Funktion beschrieben werden kann.
2. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Ermitteln Sie eine Gleichung der zugehörigen linearen Regressionsfunktion. Wählen Sie t = 0 für das Jahr 2002.
[1 Punkt]
3. Teilaufgabe - Bearbeitungszeit 5:40
Ermitteln Sie mithilfe dieser Regressionsfunktion eine Prognose für die Fahrgastzahl im Jahr 2018.
[1 Punkt]
Lösungsweg
1. Teilaufgabe:
Es handelt sich um eine „relative“ oder „prozentuale“ Änderung
\(\dfrac{{\Delta {y_n}}}{{{y_n}}} = \dfrac{{{y_{n + 1}} - {y_n}}}{{{y_n}}}\),
da der Wert im Zähler auf den Wert im Nenner „bezogen“ wird.
→ Die Fahrgastzahl der Wiener Linien im Jahr 2011 ist um rund 21 % größer als jene im Jahr 2002.
2. Teilaufgabe:
Die Regressionsgerade ist die bestmögliche Gerade, die man in einem Streudiagramm durch alle Daten legen kann, sodass alle Datenpunkte von der Geraden in Summe den kleinsten Abstand haben.
Wir ermitteln die Regressionsgerade mittels Technologieeinsatz:
Achtung: Gemäß Angabe sollen wir t=0 für das Jahr 2002 verwenden.
Wenn wir das nicht tun würden, sondern die absoluten Jahreszahlen (2002,...) verwenden, dann bleibt die Steigung der Regressionsgerade zwar unverändert (k=17,157), aber der Schnittpunkt mit der y-Achse wäre ein anderer (d=-33.638). Dh. Die Regressionsgerade wäre entlang der y-Achse parallel verschoben.
GeoGebra:
- Tabellen + Grafik + Algebra Ansicht aktivieren
- Ansicht → Tabelle → die 8 Datensätze gemäß Angabe eingeben
- alle Datensätze mit Rechteck auswählen → rechte Maustaste → Erzeugen → Liste von Punkten
- Bearbeiten → Eigenschaften → Grundeinstellungen →
- x-Achse: 0 .. 9 und y-Achse: 700 .. 900 einstellen
- allenfalls das Koordinatengitter ausblenden
- Grafik-Ansicht → 4. Icon → Regressionsgerade
- Algebra-Ansicht: Die Gleichung der Regressionsgeraden ist wie folgt ablesbar:
\(f\left( t \right) \approx 17,157 \cdot t + 709,77\)

3. Teilaufgabe:
Wir ermitteln t in Bezug auf das Bezugsjahr 2002 und setzen dann in die Gleichung der Regressionsgerade ein:
\(\eqalign{ & f\left( t \right) = 17,157 \cdot t + 709,77 \cr & 2018 = {t_0} + t = 2002 + t \to t = 2018 - 2002 = 16 \cr & f\left( {16} \right) = 17,157 \cdot 16 + 709,77 = 984,28 \cr} \)
→ Im Jahr 2018 sind gemäß dem zugrunde liegenden Modell rund 984,3 Millionen Fahrgäste zu erwarten.
(Anmerkung: Tatsächlich geworden sind es 966 Millionen Fahrgäste im Jahr 2018)
Ergebnis
Die richtige Lösung lautet:
1. Teilaufgabe:
Die Fahrgastzahl der Wiener Linien im Jahr 2011 ist um rund 21 % größer als jene im Jahr 2002.
2. Teilaufgabe:
\(f\left( t \right) \approx 17,157 \cdot t + 709,77\)
3. Teilaufgabe:
Im Jahr 2018 sind gemäß dem zugrunde liegenden Modell rund 984,3 Millionen Fahrgäste zu erwarten.
Lösungsschlüssel:
1. Teilaufgabe:
1 × C: Für die richtige Interpretation im gegebenen Sachzusammenhang (KA)
2. Teilaufgabe:
1 × B1: Für das richtige Ermitteln der Gleichung der linearen Regressionsfunktion (KA)
3. Teilaufgabe:
1 × B2: für das richtige Ermitteln der Prognose für die Fahrgastzahl im Jahr 2018 (KB)