b Breite des Rechtecks
h Höhe des Rechtecks
r Kreisradius
maximiere b * h + 1/2 π r2
Nebenbedingung b+2h + π r = 5
Weil der Kreisradius r gleichzeitig b/2 ist, kannst du das in die Nebenbedingung einsetzen und bekommst
b+2h + π b/2 = 5
woraus folgt h = - π/4 b - 1/2 b + 2.5
Die Zielfunktion ist dann b * (- π/4 b - 1/2 b + 2.5) + 1/2 π (b/2)2 wovon die erste Ableitung eine Nullstelle bei 10 / (π + 4) hat. Das ist die optimale Kanalbreite 1,40 m.