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Huhu :) ich hab hier eine Aufgabe leider komme ich bei diesen kaum weiter ich würde mich freuen, wenn mir jemand behilflich sein könnte. Ich verstehe die komplette Aufgabenstellung nicht so ganz weil ich Optimierungsaufgaben in der Schule noch nie behandelt habe. Die Aufgabenstellung lautet: Problemstellung:

 „Eine trapezförmige Rinne aus einem Brett der Breite 10cm, welches in der Waagerechten liegen soll und zwei weiteren Brettern der Breite 10cm soll einen möglichst großen Querschnitt haben. Wie müssen die Bretterangeordnet sein?”

Machen Sie zunächst eine Skizze und stellen dann eine zu maximierende Funktion
in einer Variablen auf!
Berechnen Sie die Lösung indem Sie
a) die zuvor erhaltene Funktion ableiten
b) die Nullstelle(n) der Ableitung bestimmen
c) die Ränder untersuchen

Ich habe mir überlegt, dass Ich das folgende Schema für Optimierungsaufgaben beachten muss:

1.) Aufstellen eines Terms, der die zu optimierende Größe (und mehrere selbst gewählte Variablen) enthält.
2.) Aufsuchen von Nebenbedingungen (Zusammenhänge zwischen den Variablen)
3.) Nebenbedingungen in Term aus 1.) so einsetzen, dass die zu optimierende Größe danach nur noch von einer Variablen abhängt. Dieser Funktionsterm heißt Zielfunktion.
4.) Untersuchung der Zielfunktion auf Extremwerte.

Der Querschnitt für ein Trapez ist ja: A= (a+c)/2*h

Ich bitte um e Hilfe.

Beste Grüße, Laura Rienbach
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1 Antwort

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Hallo Laura,

  die Skizze unten zeigt dir die Gegebenheiten ( ich hoffe ich hab´
alles richtig verstanden ).

  10^2 = x^2 + h^2
  x = √ ( 10^2 - h^2 )

  A ( h ) = x * h + 10 * h
  A ( h ) = √ ( 10^2 - h^2 ) * h + 10 * h

  So jetzt nur noch die erste Ableitung bilden ( hahaha ),
zu null setzen und nach h auflösen. Dies scheint eine
ziemliche Plackerei zu werden.

  Als Ergebnis kann h = 5 * √ 3 herauskommen.

  Bei Fehlern oder Fragen wieder melden.

  mfg Georg
 

 


 

Avatar von 123 k 🚀

Vielen Dank jetzt kann ich die Aufgabe etwas besser nachvollziehen :) Ich habe versucht die Aufgabe nach ihrem Weg zu rechnen, jedoch mache ich da glaube ich etwas falsch, da bei mir nicht das gleiche Ergebnis für die Höhe h rauskommt.

Hallo Laura,

  Beim Ableiten von   ( 102 - h2 ) * h scheint ein Fehler zu sein
 [ h * √ ( 102 - h2 ) ] ´ l Produktregel verwenden u´* v + u*v´ =

  1 * √ ( 102 - h2 )  +  h *  ( -2h ) / ( 2 * √ ( 102 - h2 ) )

  Hier scheint mir ein Fehler bei dir vorhanden zu sein.

  Wie du selbst bemerkt hast ist die ganze Ableiterei und nachher
das Ausrechnen in diesem Fall eine ziemliche Plackerei.

  Es gibt im Internet bei Wofram eine Möglichkeit sich Schritt für
Schritt einen Berechnungsgang vorführen zu lassen. Vielleicht
ist das was für dich.

  Solltest du nicht weiterkommen kann ich den ganzen Rechengang
auch vorführen.

  mfg Georg


 

Jetzt habe ich den Fehler gefunden und danke für den Tipp mit Wolfram der hat mir sehr weitergeholfen :)

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