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Ich möchte eine Extremwertaufgabe berechnen. Wann hat ein Rechteck den größten Flächeninhalt bei der Funktion f(x)= 2 + 2*cos(x)      x liegt zwischen 0 und Pi

Habe ja dann 2 Funktionen

1. f(x)= 2 + 2*cos(x)

2. A= x*y

Die zweite stell ich nach x um und habe dann x=A/y die ich wiederum in die 1. Gleichung einsetze.

=2 + 2*cos(A/y)

davon 1. Ableitung= -2*sin(A/y)

Wie kann ich die sin Funktion jetzt null setzen, oder habe ich einen falschen Gedankengang?

 

Danke für die Hilfe.

 

2+2cos(x)

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1 Antwort

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Ich nehme an, du möchtest Rechtecke unter den Graphen legen, die an den positiven Achsen anliegen.

Es ist dann sinnvoll statt \(y\) gleich \(f(x)\) zu schreiben, dann ist dir klarer, dass du dafür den Funktionsterm einsetzen kannst.

Zunächst aber solltest du dir die Frage stellen: Was soll maximal werden: Der Funktionswert oder die Fläche \(A\)?

\(A\) soll maximiert werden (du hattest du zuvor den Funktionswert in Abhängikeit des Funktionswertes selbst und der Fläche gesetzt. Ziemlich kompliziert, oder? :) ), also setzt du für dein \(y\) den Funktionsterm ein und erhältst \(A(x)\) (\(A\), also die Fläche, in Abhängigkeit von \(x\)). \[A(x) = 2 \cdot x + 2 \cdot x \cdot \cos(x) \]

Jetzt haben wir das \(y\) gewissermaßen eliminiert! und können ableiten:
\[ A'(x) = 2 + 2 \cdot (1 \cdot \cos(x) - x \cdot \sin(x) ) = 2 \cdot \cos(x) - 2 \cdot x \cdot \sin(x) + 2 \]

Von dieser netten Funktion suchen wir jetzt tatsächlich Nullstellen, um an die Extremstellen ranzukommen. Und an dieser Stelle hoffe ich, dass du einen (ausreichend mächtigen) Taschenrechner zur Hand hast, denn mir fallen nur numerische Methoden zum Finden der Nullstellen in \( (0,\pi) \) ein.

Die Nullstelle und auch Maximalstelle (zB. über zweite Ableitung kleiner 0 an der Stelle) ist \(\approx 1.31\).
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Ja die rangehensweise ist mir dann auch noch eingefallen, da es ein wenig "einfacher" ist.

Das keine Zahl raus kommt war mir fast klar und ich schau mal was ich mit π anfangen kann.


danke

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