0 Daumen
664 Aufrufe

Ich hab Probleme mit einer Aufgabe und würde mich über Hilfe freuen!


Ein Radfahrer führt einen Rundweg entlang des Einheitskreises \( x^{2}+y^{2}=1 \) durch das Gebirge \( f(x, y)=1+x^{2} y . \)Zu bestimmen sind die Orte, an denen der Radfahrer die maximale bzw. minimale Geländehöhe durchfährt.


Setzen Sie die Nebenbedingung in die Funktion \( f \) ein und lösen Sie schlieflich das Extremwertproblem in einer Veränderlichen.


\(f,g : \mathbb{R}^2\rightarrow \mathbb{R}\)

\(g(x,y) = x^2+y^2-1=0\)

\(y_{1,2}= \pm \sqrt{1-x^2},\qquad x \in [1,-1]\)


\(h_1(x)=1+x^2\cdot\sqrt{1-x^2}\)

\(h_2(x)=1-x^2\cdot\sqrt{1-x^2}\)


\(h'_1(x)=h'_2(x)=\frac {x(3x^2-2)}{\sqrt{1-x^2}}=0\)

\(x_1=0,\qquad x_{2,3}=\pm \sqrt{\frac{2}{3}}\)


Wie ich weiter vorgehen soll, weiß ich nicht...

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen

x^2 + y^2 = 1 → x^2 = 1 - y^2

f(x, y) = 1 + x^2·y

f(y) = 1 + (1 - y^2)·y = - y^3 + y + 1

f'(y) = 1 - 3·y^2 = 0 --> y = ± √(1/3)

Langt das soweit?

Avatar von 488 k 🚀

Könntest du das bitte eventuell etwas genauer erläutern? Das wäre super!

Habe ich also den falschen Ansatz gewählt und reicht dies als Ergebnis vom lösen des Extremwertproblems mit einer Veränderlichen?

Du hast deine Nebenbedingung nach y aufgelöst. Es ist aber viel praktischer die Nebenbedingung nach x^2 aufzulösen um in der Funktion das x^2 zu ersetzen.

Siehst du das?

und reicht dies als Ergebnis

Das Langt sicher nicht als Ergebnis. Du solltest dann z.B. noch berechnen welches die niedrigste und höchste Geländehöhe auf diesem Einheitskreis ist.

Vergleiche dann deine Lösung mit der von Wolframalpha

blob.png

Ich weiß leider nicht wie ich da vorgehen soll, da nur merkwürdige Ergebnisse bei rauskommen...

Ich sehe nicht, dass bei dir merkwürdige Ergebnisse herauskommen.

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community