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Extremwertaufgabe: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:00 Mi 07.09.2005
Autor: martinmax1234

Hallo,

habe folgende Problem bei der dieser Aufgabenstellung:
Der Querschnitt eines Kanals ist ein rachteck mit angesetzem Halbkreis. Ich soll die mape des Umfangs so wählen, dass ein Maximaler Umfang ensteht.

Etremalbedienung.  A= a*b+ [mm] \pi*r^2/2 [/mm]
Nebenbediengung. U= 2ab + b+  [mm] \pi*r [/mm]

weiter komme ich leider nicht. Ich habe keine Zahlen nur Buchstaben bitte um eine Lösung zu dieser Aufgabe.

Ps. besser wäre es wenn mir es jemand vorrechnet, weil ich mir dann die Schritte besser nachvollziehen kann.

mfg martinmax

        
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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:52 Mi 07.09.2005
Autor: Stefan

Hallo!

Also, hier geht wohl einiges durcheinander oder ich bin zu blöd die Aufgabe zu verstehen. Eigentlich konnte ich solche Aufgaben noch nie... ;-)

> habe folgende Problem bei der dieser Aufgabenstellung:
>  Der Querschnitt eines Kanals ist ein rachteck mit
> angesetzem Halbkreis. Ich soll die mape des Umfangs so
> wählen, dass ein Maximaler Umfang ensteht.

Was soll jetzt maximal werden? Die Fläche des Querschnitt, oder nicht? [haee] Bei konstantem Umfang, oder wie?
  

> Etremalbedienung.  A= a*b+ [mm]\pi*r^2/2[/mm]
>  Nebenbediengung. U= 2ab + b+  [mm]\pi*r[/mm]

Hier stimmt ja wohl auch was nicht bei der Nebenbedingung. Es muss ja wohl, wenn ich es richtig verstehe, [mm] $U=2a+b+\pi \cdot [/mm] r$ heißen...

Wenn es alles so ist, wie ich sage, dann kannst du ja die Nebenbedingung nach $b$ auflösen ($U$ ist dann als Konstante zu behandeln), dies in die Extremalbedingung einsetzen und dann eine Kurvendiskussion durchführen... (Auch die Randwerte beachten...)

Liebe Grüße
Stefan


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Extremwertaufgabe: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:40 Mi 07.09.2005
Autor: martinmax1234

Ja hast du recht gehabt, aber wie geht es weiter.
nach b aufgelöst ergibt sich.

b= -2a-/pi*r

Füge ich in die Extremalbedienung ein ergibt sich:
A= a*(-2a-/pi*r)+ [mm] /pi*r^2/2 [/mm]         / nehme mal 2
[mm] A=-4a^2-2a*/pi*r+ /pi*r^2 [/mm]           Nullsetzen und ableitung
0= -8a-2/pi*r                                +2/pi*r
2/pi*r= -8a                                    /(-8)
-0,25*/pi*r=a

aber eine negative Zahl als Seite für das Rechteck gibt es nicht bitte umj Hilfe und um eine lösung.



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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:52 Mi 07.09.2005
Autor: Disap

Hi.
> Ja hast du recht gehabt, aber wie geht es weiter.
>  nach b aufgelöst ergibt sich.

Womit hat er Recht gehabt? Soll nun der Umfang maximal werden oder die Fläche des Querschnitts? Sollte der Umfang maximal werden, so müsste die Formel mit dem Umfang die Extremalbedingung sein.


> b= -2a-/pi*r
>  

Dann hast du die Formel:

$ [mm] U=2a+b+\pi \cdot [/mm] r $

nach b umgestellt?
Dann kannst du doch nicht einfach "U" weglassen, wenn du nach b umstellen möchtest

U-2a-pi*r=b <= Darauf läuft es wohl hinaus, nach b umgestellt...

Zudem wäre r wohl in diesem Fall  [mm] \bruch{b}{2}. [/mm] Eine kleine Skizze dürfte dir dies verdeutlichen.





> Füge ich in die Extremalbedienung ein ergibt sich:
>  A= a*(-2a-/pi*r)+ [mm]/pi*r^2/2[/mm]         / nehme mal 2
>  [mm]A=-4a^2-2a*/pi*r+ /pi*r^2[/mm]           Nullsetzen und
> ableitung
>  0= -8a-2/pi*r                                +2/pi*r
>  2/pi*r= -8a                                    /(-8)
>  -0,25*/pi*r=a
>  
> aber eine negative Zahl als Seite für das Rechteck gibt es
> nicht bitte umj Hilfe und um eine lösung.
>  

Du hast halt eine Formel falsch umgestellt.
Wie gesagt, es geht jetzt nicht genau hervor nach dem Dialog mit Stefan, obs der Umfang sein soll oder nicht. Sonst würde ich den Flächeninhalt nicht maximieren.

Liebe Grüße Disap


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Extremwertaufgabe: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:01 Do 08.09.2005
Autor: martinmax1234

Hallo,

habe  versucht mal alleine auszurechnen und bin auf folgendes gekommen.

a= U-  [mm] \pi*r [/mm] /4
b=8U-8 [mm] \pi*r [/mm] /16
r= 0,14*U

Wäre schön wenn es mal ein Matheprofi nachrechnen würde.

Hier nochmal die  Aufgabenstellung:

Der Querschnitt eines  Kanals ist ein Rechteck mit angesetztem Halbkreis. Wähle die Maße dieses Rechtecks so, dass bei gegebenen Umfang u  des Querschnitts sein Flächeninhalt möglichst groß ist.

Extremalbedienung: A= a*b+ [mm] \pi*r/2 [/mm]
Nebenbediengung: U= 2a+b+ [mm] \pi*r [/mm]

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Extremwertaufgabe: Anmerkung zur Aufgabenstellung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:12 Do 08.09.2005
Autor: Disap

Hallo.
> Hallo,
>  
> habe  versucht mal alleine auszurechnen und bin auf
> folgendes gekommen.
>  
> a= U-  [mm]\pi*r[/mm] /4
>  b=8U-8 [mm]\pi*r[/mm] /16
>  r= 0,14*U
>  
> Wäre schön wenn es mal ein Matheprofi nachrechnen würde.
>  
> Hier nochmal die  Aufgabenstellung:
>  
> Der Querschnitt eines  Kanals ist ein Rechteck mit
> angesetztem Halbkreis. Wähle die Maße dieses Rechtecks so,
> dass bei gegebenen Umfang u  des Querschnitts sein
> Flächeninhalt möglichst groß ist.
>  
> Extremalbedienung: A= a*b+ pi*r/2

Aus den vorherigen Antworten/Fragestellungen ist hervorgegangen, dass es sich um  A= [mm] a*b+\pi*r^2/2 [/mm] handelt...

Denn Flächeninhalt des Kreises [mm] A=\pi r^2 [/mm]

>  Nebenbediengung: U= 2a+b+ [mm]\pi*r[/mm]  


Gruss Disap

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Extremwertaufgabe: Tippfehler
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:24 Do 08.09.2005
Autor: martinmax1234

Hallo,

das da oben bei dwer Xtremalberdiengung war ein Tippfehler
natürlich muss  das R zum quadrat genommen werden.
Bitte um überprüfung der ergebnise.

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Extremwertaufgabe: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:06 Mi 07.09.2005
Autor: martinmax1234

Hallo,

habe folgende Problem bei der dieser Aufgabenstellung:
Der Querschnitt eines Kanals ist ein rachteck mit angesetzem Halbkreis. Ich soll die mape des Umfangs so wählen, dass ein Maximaler Flächeninhalt ensteht.

Etremalbedienung.  A= a*b+ $ [mm] \pi\cdot{}r^2/2 [/mm] $
Nebenbediengung. U= 2a + b+  $ [mm] \pi\cdot{}r [/mm] $

Bitte einmal vorrechnen, dann kann ich mir das in ruhe anschauen und nachvollziehen. Brauch sie nälich bis morgen, weil sie abgegeben werden müssen


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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:32 Mi 07.09.2005
Autor: Disap

Hallo.
> Hallo,
>  
> habe folgende Problem bei der dieser Aufgabenstellung:
>  Der Querschnitt eines Kanals ist ein rachteck mit
> angesetzem Halbkreis. Ich soll die mape des Umfangs so
> wählen, dass ein Maximaler Flächeninhalt ensteht.

Wie soll man dem bitte folgen -> was ist eine mape?...

> Etremalbedienung.  A= a*b+ [mm]\pi\cdot{}r^2/2[/mm]
>  Nebenbediengung. U= 2a + b+  [mm]\pi\cdot{}r[/mm]
>  
> Bitte einmal vorrechnen, dann kann ich mir das in ruhe
> anschauen und nachvollziehen. Brauch sie nälich bis morgen,
> weil sie abgegeben werden müssen

Vorrechnen? Wieso? Du warst doch schon auf dem richtigen Wege. Die Nebenbedingung nach b oder a oder r umstellen, gehen wir an dieser Stelle von a aus, dann in die Extremalbedingung einsetzen - alles vereinfachen und dann die Ableitung bilden, gleich Null setzen, b bzw. r errechnen,....

Selbst rechnen und sagen, wo es hänkt - nur das bringt dir etwas. Aber vorrechnen ist nicht. Das läuft doch wieder darauf hinaus, dass du, oder auch man, es nur abschreibst und morgen so abgibst.

mfG Disap


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Extremwertaufgabe: Ergebnis
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:39 Do 08.09.2005
Autor: martinmax1234

Hallo,

habe  versucht mal alleine auszurechnen und bin auf folgendes gekommen.

a= U-  [mm] \pi*r [/mm] /4
b=8U-8 [mm] \pi*r [/mm] /16
r= 0,14*U

Wäre schön wenn es mal ein Matheprofi nachrechnen würde.

Hier nochmal die  Aufgabenstellung:

Der Querschnitt eines  Kanals ist ein Rechteck mit angesetztem Halbkreis. Wähle die Maße dieses Rechtecks so, dass bei gegebenen Umfang u  des Querschnitts sein Flächeninhalt möglichst groß ist.

Extremalbedienung: A= a*b+ [mm] \pi*r^2/2 [/mm]
Nebenbediengung: U= 2a+b+ [mm] \pi*r [/mm]

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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:25 Do 08.09.2005
Autor: leduart

Hallo,

> a= U-  [mm]\pi*r[/mm] /4

wie kommst du da drauf? Du hast doch  U= 2a+b+ [mm]\pi*r[/mm]
der Kreis ist auf b aufgesetzt, also hast du b=2r oder r=b/2
eingesetzt:  U= 2a+2r+ [mm]\pi*r[/mm]
daraus 2a=U- [mm] 2r-\pi*r [/mm]  oder [mm] a=\bruch{1}{2}*U-r(1+\pi/2) [/mm]
dieses a und b=2r in deine Formel für A einsetzen und dann nach r differenzieren!

>  b=8U-8 [mm]\pi*r[/mm] /16
>  r= 0,14*U

wie du dahin kommst versteh ich nicht! Zeig Rechenwege oder sag wenigstens was du gemacht hast!

> Wäre schön wenn es mal ein Matheprofi nachrechnen würde.

Ist hiermit geschehen
Gruss leduart

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