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Mathematik · Jahrgang 10 · Basiswissen

Exponentielles Wachstum

Das lernst du

  1. Ich unterscheide lineares und exponentielles Wachstum.
  2. Ich berechne mit dem Wachstumsfaktor.
  3. Ich stelle Wachstum in Tabellen und Graphen dar.
  4. Ich berechne Zinseszins.
  5. Ich beschreibe Zerfall (Halbwertszeit, Wertverlust).
  6. Ich modelliere Wachstum aus Daten.
  7. Ich vergleiche Angebote (Sparplan, Kredit).
  8. Ich bereite die Abschlussprüfung vor.

Merksätze

Linear oder exponentiell

Linear: pro Schritt kommt dieselbe Zahl dazu (+ 50).

Exponentiell: pro Schritt derselbe Faktor (· 1,5).

Wachstumsfaktor

q = 1 + p/100. 3 % Wachstum → q = 1,03. Nach n Schritten: Endwert = Startwert · qⁿ.

Tabelle und Graph

Tabelle: jede Zeile mal q. Graph: eine gebogene Kurve, keine Gerade.

Bei q > 1 immer steiler, bei q < 1 immer flacher.

Zinseszins

Kₙ = K₀ · (1 + p/100)ⁿ – die Zinsen werden mitverzinst.

Der Unterschied zur einfachen Verzinsung wächst jedes Jahr.

Zerfall

Bei Abnahme ist der Faktor kleiner als eins: q = 1 − p/100. Zwanzig Prozent Verlust heißt q = 0,8. Die Halbwertszeit ist die Zeit, bis nur noch die Hälfte da ist.

Modellieren aus Daten

Faktor q = späterer Wert : früherer Wert.

Ist der Faktor zwischen den Schritten etwa gleich, passt exponentielles Wachstum.

Angebote vergleichen

Gleiche Laufzeit, gleiche Startsumme, dann Endwerte mit qⁿ berechnen.

Kleine Zinsunterschiede werden über Jahre groß.

Selbst abfragen

Karte 1 von 7 · Vorderseite
Exponentielles WachstumLinear oder exponentiellWas weißt du dazu? Erst selbst sagen, dann umdrehen.

Tippen dreht um, Wischen blättert.Leertaste dreht um, Pfeiltasten blättern.

Eselsbrücken

  • Wachstumsfaktor q = 1 + p/100 – „plus für mehr, minus für weniger“: 3 % Zuwachs → ·1,03, 3 % Abnahme → ·0,97

So geht es – ein Beispiel je Aufgabenart

Exponentielles Wachstum

Eine Bakterienkultur mit 100 Zellen wächst um 5 % pro Stunde. Berechne, wie viele Zellen es nach 4 Stunden sind.

  1. Wachstumsfaktor q = 1 + 5100 = 1,05
  2. B(t) = 100 · 1,054
  3. ≈ 122

Ergebnis: ≈ 122 Zellen

Linear oder exponentiell?

Wächst die Größe in der Tabelle linear oder exponentiell? Begründe mit Differenzen oder Quotienten und gib den nächsten Wert an.

Jahr01234Wert9183672?
  1. Differenzen: 9, 18, 36.
  2. Quotienten: 2, 2, 2.
  3. Die Quotienten sind gleich: exponentiell, Faktor 2.
  4. Nächster Wert: 144.

Ergebnis: exponentiell, Faktor 2; nächster Wert 144

Prozentsatz und Wachstumsfaktor

Eine Größe nimmt jedes Jahr um 2 % ab. Wie heißt der Wachstumsfaktor? Was wird in einem Jahr aus 2000?

  1. Neuer Wert: 100 % − 2 % = 98 % des alten Werts.
  2. 98 % als Dezimalzahl: 0,98. Das ist der Wachstumsfaktor.
  3. 2000 · 0,98 = 1960

Ergebnis: q = 0,98, nach einem Jahr 1960

Ausbau von Solar, Wind und Speicher: Wachstumsfaktor

Installierte Leistung in Deutschland (Batteriespeicher), jeweils am Jahresende: 2015 waren es 0,1 GW, 2016 waren es 0,28 GW (GW heißt Gigawatt).
Berechne den Wachstumsfaktor und die Änderung in Prozent.
Daten: Energy-Charts, Fraunhofer ISE (CC BY 4.0), Stand 01.10.2026

  1. 0,28 : 0,1 = 2,8
  2. Änderung: ≈ 180 %

Ergebnis: Faktor 2,8; Zunahme ≈ 180 %

Typische Fehler – so sieht es falsch aus, so richtig

Zinsen linear statt exponentiell
1.000 € zu 3 %, 2 Jahre: 1.000 + 30 + 30 = 1.060 €
1.000 € zu 3 %, 2 Jahre: 1.000 · 1,03 = 1.030, dann 1.030 · 1,03 = 1.060,90 €

Jedes Jahr auf das neue Kapital rechnen: mal q, nicht plus Zinsen.

Wo brauchst du das?

Zinseszins, Viren-Ausbreitung, Follower-Wachstum. Beruf: Medizin, Finanzen, Ökologie, Datenanalyse.

Weiter lesen und ausprobieren – auf fremden Seiten

  • Serlo: Erklärungen und Aufgaben zu „Funktionen“ (CC BY-SA 4.0 – nur verlinkt)
  • GeoGebra: Graph mit Reglern zeichnen (GeoGebra-Lizenz (Fassung November 2025), kommerziell nur mit Sonderlizenz – nur verlinkt)
  • Berliner Prüfungsaufgaben (ISQ, MSA und Abitur): Aufgaben vergangener Jahre – MSA, eBBR, Abitur (für Schulen freigegeben – nur verlinkt)

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