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Aufgabe:

ich habe Schwierigkeiten folgende Aufgabe zu lösen:

Bei einer Minigolfbahn verläuft der Rand eines Hindernisses zwischen den Punkten P(-1 | f(-1)) und Q wie die Funktion  f(x) = 1/4 x^3 - 3/4 x ^2 + 5. Q ist dabei der Wendepunkt von f (1 LE=1 m ). Wie müssen der Abschlagspunkt A (a | 0) und der Einlochpunkt L (b | 0) festgelegt werden, damit die beste Chance besteht, die Bahn zu bewältigen? Wo liegt der Hochpunkt der Bahn?

Problem/Ansatz:

Ich habe bereits den Wendepunkt (1 | 4,5) und Hochpunkt (0 | 5) errechnet, sind die Werte richtig?

Nun meine Frage: Wie errechne ich jetzt die Tangente durch den P und Q mit den Nullstellen? Ich komme ab dem Punkt hier einfach nicht mehr weiter...

Vielen Dank im Voraus für Eure Hilfe ! 

Avatar von

Steht da wirklich "beste Chance"? Und gibt es eine Skizze? Mir ist unklar, ob am Hindernis vorbei oder über das Hindernis hinüber gespielt werden soll.

Hallo
das Hindernis fängt anscheinend in der Höhe 4m an und hört beim Wendepunkt in 4,5 m auf. unklar ist, ob es danach senkrecht nach unten geht?
um also erst mal rüberzukommen muss ich so steil oder steiler schlagen als die Tangente an P
da aber ein Golfball eine Parabel fliegt, muss man eine Parabel finden, die von (a.0) ausgeht, in (b,0) landet und  bei x=0 höher ist als das Max des Hindernisses. davon gibt es aber viele. Ist das wirklich die wörtliche Aufgabe?
Rand des Hindernisses ist auch eigenartig steht der quer zur Bahn, oder längs, ist also ein Berg oder eine Kante?
Gruß lul

Deine errechneten Werte sind richtig.

2 Antworten

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Ich vermute, dass die Aufgabe so gemeint ist, dass an das Kurvenstück Tangenten an den Endpunkten angelegt werden sollen, deren Nullstellen bestimmt werden müssen.

Die Tangentengleichungen erhältst du mit der Formel \(y=f(x_0)+f'(x_0)\cdot(x-x_0)\).

Die Nullstellen bekommst du dann mit \(y=0\).

\(f(x) = 1/4 x^3 - 3/4 x ^2 + 5\)

\(f'(x) = 3/4 x^2 - 3/2 x ^2\)


Berechnung von A:

\(f(-1)=4\quad;\quad f'(-1) = 3/4 + 3/2 = 2.25 \)

\(y=4+2.25(x+1)=2.25x+6.25\)

\(0=2.25x+6.25 \Rightarrow x=-2.\overline 7 \Rightarrow A(-2.\overline 7|0)\)


Berechnung von L:

\(f(1)=4.5\quad;\quad f'(1) = 3/4 - 3/2 = -0.75 \)

\(y=4.5-0.75(x-1)=-0.75x+5.25\)

\(0=-0.75x+5.25 \Rightarrow x=7 \Rightarrow L(7|0)\)

Die Ergebnisse stimmen mit den zeichnerisch ermittelten Werten überein.

https://www.desmos.com/calculator/ngn43lnsvg

Die Abbildung soll wohl eine Ansicht der Minigolfbahn von oben sein.Vor und nach dem Hindernis bewegt sich der Ball geradlinig und das angebliche Hindernis ist wohl eine Art gebogene Wand, die den Ball umlenkt.

Avatar von

Hallo

 deine Erklärung verstehe ich nicht. warum geradlinig? rollt der Ball? was heisst von oben sehen? Sollte es nicht der Fragende wissen?

Gruß lul

die Tangente durch den P und Q mit den Nullstellen

@lul

Daraus -und aus den anderen Angaben- habe ich geschlossen, dass die beiden Tangenten Teil der Bahn sein sollen. Die Nullstellen der Tangenten geben offensichtlich den Start- und Zielpunkt an.

Ich dachte auch zuerst an Flugbahnen und Parabeln, aber das passte nicht zur Aufgabe.

Sollte es nicht der Fragende wissen?

Wenn die Fragesteller*innen alles wüssten, müssten sie hier nicht fragen. Außerdem werden Aufgaben oft eigenartig formuliert und Nachfragen mit der Bemerkung "Das kann man sich doch denken" abgebügelt.

Die Hauptfehlerursache in Fragen sind
- fehlende Klammerung
- eigenwillige Interpretaion des Fragetextes durch den
Fragesteller.

Das kann vermieden werden durch genaues und
vollständiges Eintippen des Originalfragetextes
oder ein Foto desselben.

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Meine Interpretation
Die Minigolfbahn von oben betrachtet
f(x) = 1/4 x^3 - 3/4 x^2 + 5
zwischen P ( Anfang Hindernis ) und Q ( Ende Hindernis )
Die Bahn des Minigolfball wird durch das Hindernis
umgebogen.

gm-45.JPG

Berechnung am Beispiel Q
Q ( 1 | 4.5 )
Winkel =   - 36.87 ° => tan = -3/4

Nach erreichen von Punkt Q verläßt  der Minigolfball
die Bahn geradling ( tangential )
4.5 = - 3/4 * 1 + b
b = 5.25
y = -3/4 * x + 6.25
Einlochpunkt y = 0
0 = -3/4 * x + 6.25
x = 8  1/3 m

L ( 8  1/3 | 0 )

Avatar von 123 k 🚀
b = 5.25
y = -3/4 * x + 6.25

5.25 statt 6.25

Danke für den Fehlerhinweis
Es muß heißen
b = 5.25
y = -3/4 * x + 5.25
Einlochpunkt y = 0
0 = -3/4 * x + 5.25
x = 7  m

L ( 7 | 0 )

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