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Forum "Extremwertprobleme" - Extremwertprobleme
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Extremwertprobleme: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:05 Di 10.05.2005
Autor: Lena1221

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

Welcher oben offene Zylinder hat bei gegebenem Volumen die kleinste Oberfläche?

Habe zwar ein Ergebnis, dies kommt mir aber sehr komisch vor!

Habe für h=O und r=O-2V/2 [mm] \pi [/mm]

        
Bezug
Extremwertprobleme: Bitte den Ansatz / Rechenweg!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:18 Di 10.05.2005
Autor: Loddar

Hallo Lena!


Zunächst einmal [willkommenmr] !!

Ein kleines, nettes "Hallo" wäre aber auch sehr schön ;-) ...


> Welcher oben offene Zylinder hat bei gegebenem Volumen die
> kleinste Oberfläche?
>  
> Habe zwar ein Ergebnis, dies kommt mir aber sehr komisch
> vor!
>  
> Habe für h=O und r=O-2V/2 [mm]\pi[/mm]  

Diese Ergebnis kommt mir auch komisch vor! Ich habe nämlich ein gänzlich anderes:

$r \ = \ h \ = [mm] \wurzel[3]{\bruch{V}{\pi}}$ [/mm]

Dein Ergebnis kann ja gar nicht stimmen, denn schließlich steckt da ja noch unsere gesuchte Größe $O$ (die Oberfläche) drin.


Wie bist Du denn auf Dein Ergebnis gekommen? Wie lauten denn Deine Ansätze, die Du ja haben mußt, wenn am Ende "etwas" herausgekommen ist?

Dann können wir das gemeinsam durchgehen ...

Gruß
Loddar


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Extremwertprobleme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:52 Di 10.05.2005
Autor: Lena1221

Entschuldigung ... HALLO natürlich
freu mich das ich jetzt im matheraum userin bin hehe!

Also mein ansatz ist
Erstmal die Formeln für
O=2 [mm] \pi [/mm] r h +  [mm] \pi [/mm] r²
V=  [mm] \pi [/mm] r²h

dann hab ich V nach h augelöst
h= V/ [mm] \pi [/mm] r²

dann in O(r) eingesetzt und weggekürzt

O(r)= 2V/r +  [mm] \pi [/mm] r²

die erste ableitung von O(r)
O´(r) = 2V +  [mm] \pi [/mm] 2 r

das dann 0 gesetzt und nach r aufgelöst
r= o-2V/2 [mm] \pi [/mm]

und das dann in h eingesetzt!

Hab ich mich irgendwo verrechnet?

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Extremwertprobleme: Korrektur
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:07 Di 10.05.2005
Autor: Loddar

Hallo Lena!


> freu mich das ich jetzt im matheraum userin bin hehe!

Fein ;-) ...



> Also mein ansatz ist
> Erstmal die Formeln für
> O=2 [mm]\pi[/mm] r h +  [mm]\pi[/mm] r²
> V=  [mm]\pi[/mm] r²h
>  
> dann hab ich V nach h augelöst
> h= V/ [mm]\pi[/mm] r²
>  
> dann in O(r) eingesetzt und weggekürzt
>  
> O(r)= 2V/r +  [mm]\pi[/mm] r²

[daumenhoch] Bis hierher ist alles richtig [applaus] !


> die erste ableitung von O(r)
> O´(r) = 2V +  [mm]\pi[/mm] 2 r

[notok] Hier sitzt der Fehler: Du hast den 1. Teil falsch abgeleitet!

Ich schreibe mal die Funktion mit dem Formeleditor (bitte benutze diesen doch auch, das macht alles viel verständlicher):

$O(r) \ = \ [mm] \bruch{2*V}{r} [/mm] + [mm] \pi*r^2 [/mm] \ = \ [mm] 2*V*r^{\red{-1}} [/mm] + [mm] \pi*r^2$ [/mm]

Siehst Du Deinen Fehler?
Wie lautet die 1. Ableitung nun richtig?


Gruß
Loddar


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Extremwertprobleme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:23 Di 10.05.2005
Autor: Lena1221

Sorry hab gedacht das r fällt dann weg ...

ist dann die erste ableitung 2V / -1 +  [mm] \pi [/mm] r²?

Sorry komm mit dem Formeleditor noch nicht zurecht!

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Extremwertprobleme: Potenzregel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:39 Di 10.05.2005
Autor: Loddar

Hallo Lena!


> Sorry hab gedacht das r fällt dann weg ...
>
> ist dann die erste ableitung 2V / -1 +  [mm]\pi[/mm] r²?

[notok] Das stimmt auch nicht!

Benutze doch einfach mal die MBPotenzregel ...

Dann wird aus [mm] $2V*r^{-1}$ [/mm] ?

Und trotzdem nicht vergessen, den 2. Term auch abzuleiten ...


Gruß
Loddar


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Extremwertprobleme: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:49 Di 10.05.2005
Autor: Lena1221


Hey loddar

die potenzregel sagt doch das die erste ableitung von r
1 r hoch 1-1
ist oder ... also bleibt mir da ne 1 stehen!
komm mir grad irgendwie blöd vor ;)!

Danke dir auf jeden schon mal!

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Extremwertprobleme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:53 Di 10.05.2005
Autor: Lena1221


ohg man ich bin so blöd ... also
O`(r)= -2V/r² + 2  [mm] \pi [/mm] r

jetzt? hatte ja eben voll das black out!


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Extremwertprobleme: That's right!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:01 Di 10.05.2005
Autor: Loddar

Hallo Lena!

> O'(r)= -2V/r² + 2  [mm]\pi[/mm] r

[daumenhoch] So stimmt's!

Und, wie lautet nun die Nullstelle dieser Ableitung bzw. wie lautet die 2. Ableitung?


Gruß
Loddar


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Extremwertprobleme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:10 Di 10.05.2005
Autor: Lena1221

also die zweite ableitung ist dann O´´(r)= -V/r + 2  [mm] \pi [/mm]

jetzt aber noch eine frage undzwar was sollte ich den dann für h rausbekommen wenn ich r einsetze?
Bekomme dann Wurzel aus V/  [mm] \pi [/mm]

richtig?

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Extremwertprobleme: Korrektur
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:38 Di 10.05.2005
Autor: Loddar

Hallo Lena!


> also die zweite ableitung ist dann O´´(r)= -V/r + 2  [mm]\pi[/mm]

[notok] Unsere 1. Ableitung lautet doch:

$V'(r) \ = \ - [mm] \bruch{2V}{r^2} [/mm] + [mm] 2*\pi*r [/mm] \ = \ - [mm] 2V*r^{-2} [/mm] + [mm] 2*\pi*r$ [/mm]

Und wiederum einfach die MBPotenzregel anwenden.

Was erhältst Du? Die Potenz des 1. Terms muß ja auch um 1 abnehmen!


> jetzt aber noch eine frage undzwar was sollte ich den dann
> für h rausbekommen wenn ich r einsetze?
> Bekomme dann Wurzel aus V/  [mm]\pi[/mm]

[notok] Weiter oben hatten wir ja: $h \ = \ [mm] \bruch{V}{\pi*r^2}$ [/mm]

Hier einfach unsren Extremwert für $r$ einsetzen. Was hast Du denn für [mm] $r_E$ [/mm] erhalten?


Gruß
Loddar


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Bezug
Extremwertprobleme: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:29 Mi 11.05.2005
Autor: Lena1221

Halli Hallo

also ich habe ja r in h eingesetz und muss dann ja wieder nach h auflösen und dann kam das ergenis bei mir raus ...
wenn ich r einsetzte hab ich ja  V/  [mm] \pi [/mm] (3. wurzel aus V/  [mm] \pi)² [/mm]
² und 3.wurzel kürzt sich weg so das ich nur noch wurzel da stehen hab! dann nehm ich mal die wurzel .. kürze weg und dann bleibt h= wurzel aus V/ [mm] \pi [/mm]

bye lena

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Extremwertprobleme: Rechenweg für h
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:03 Mi 11.05.2005
Autor: Loddar

Hallo Lena!


Ui-ui-ui ... Ohne Darstellung mit unserem Formeleditor ist das ja sehr unübersichtlich!


Du hast also erhalten [mm] $r_E [/mm] \ = \ [mm] \wurzel[3]{\bruch{V}{\pi}}$ [/mm] und willst nun die zugehörige Höhe [mm] $h_E$ [/mm] bestimmen.

Also einsetzen in [mm] $h_E [/mm] \ = \ [mm] \bruch{V}{\pi*r_E^2}$ [/mm] ergibt ...

[mm] $h_E [/mm] \ = \ [mm] \bruch{V}{\pi*\left(\wurzel[3]{\bruch{V}{\pi}}\right)^2} [/mm] \ = \ [mm] \bruch{V}{\pi*\wurzel[3]{\bruch{V^2}{\pi^2}}}$ [/mm]

[aufgemerkt] Dein Ansatz mit dem "wegkürzen von ² und der 3. Wurzel" ist aber schlichtweg falsch!


Wir formen mal etwas um:

[mm] $h_E [/mm] \ = \ [mm] \bruch{\wurzel[3]{V^3}}{\wurzel[3]{\pi^3}*\wurzel[3]{\bruch{V^2}{\pi^2}}} [/mm] \ = \ [mm] \wurzel[3]{\bruch{V^3}{\pi^3*\bruch{V^2}{\pi^2}}} [/mm] \ = \ [mm] \wurzel[3]{\bruch{V^3*\pi^2}{\pi^3*V^2}} [/mm] \ = \ [mm] \wurzel[3]{\bruch{V}{\pi}}$ [/mm]


Nun klar(er) ?

Gruß
Loddar


PS: Hattest Du den Wert für [mm] $r_E$ [/mm] auch in die 2. Ableitung eingesetzt, um zu überprüfen, ob und um welche Art von Extremum es sich handelt (hinreichendes Kriterium)?



Bezug
                                                                                                
Bezug
Extremwertprobleme: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:50 Mi 11.05.2005
Autor: Lena1221


Hallo

also mir ist jetzt alles klar ....
Loddar du bist ein matheass .... danke fürs klasse erklären!

bye bye lena

Bezug
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