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Aufgabe:

Zerlege die Zahl 24 so in zwei Summanden, dass die Summe der Quadrate der Summanden möglichst groß wird!


Problem/Ansatz:

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gibt es Einschränkungen bei den Summanden, dürfen diese z.B. negativ sein?

Beispiel \(f(-1,\,25) = (-1)^2 + 25^2 = 626 \gt 12^2 + 12^2\)

2 Antworten

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Beste Antwort

f(x, y)=x^2+y^2 soll maximal werden

x+y=24    →   y=24-x

f(x)=x^2+(24-x)^2

f´(x)=2x+2*(24-x)*(-1)

2x+2*(24-x)*(-1)=0

x=12   y=12

f(12,12)=12^2+12^2=288

Avatar von 40 k

Dankeeeee. das hilft mir sehr

f´(x)=2x+2*(24-x)*(-1)

richtig - und \(f'' = 2 - (-2) = 4 \gt 0\) und damit ist der gefundene Extrempunkt \(x_e=12\) ein Minimum! Gefragt war aber

... dass die Summe der Quadrate der Summanden möglichst groß wird!

Wolfram gibt als lokales Maximum dasselbe Ergebnis heraus.

Ein globales Maximum kann nicht gefunden werden.

Das globale Minimum ist laut Wolfram ebenso wie das lokales Maximum.

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x^2+y^2 soll möglichst groß werden, wobei x+y=24 gilt.

f(x)=x^2+(24-x)^2=2x^2-48x+576

Der Graph ist eine nach oben geöffnete Parabel, bei der es keinen maximalen Wert gibt.

Falls die Summanden beide nicht negativ sein sollen, wäre das Randmaximum mit x=24 und y=0 die Lösung.

:-)

Avatar von 47 k

Gibt es einen Lösungsweg zum Minimum ohne Ableitung?

Gibt es einen Lösungsweg zum Minimum ohne Ableitung?

Ja, mit der Scheitelpunktform.

:-)

danke aber wie kommt man nochmal auf die Scheitelpunkt form? entschuldigung aber ich kann momentan nich ordentlich denken

Gibt es einen Lösungsweg zum Minimum ohne Ableitung?

Ja - wähle für die beiden Summanden \(x\) und \(y\) die Ausdrücke

\(x=12+d\) und \(y=12-d\). Die Summe ist immer 24.

Und die Summe der Quadrate ist$$\begin{aligned}\dots &= (12+d)^2 + (12-d)^2 \\ &= 144 + 12d + d^2 + 144 - 12 d + d^2 \\&= 288 + 2d^2\end{aligned}$$Der Ausdruck \(d^2\) ist immer größer oder gleich 0. Und wenn \(288+d^2\) möglichst klein werden soll, so muss \(2d^2\) möglichst klein sein. Und das ist der Fall für \(d=0\). Kleiner geht nicht.

Also liegt das Minimum bei \(x=12+0=12\) und \(y=12-0=12\).

Hallo Werner,

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Deine Lösung ist so gut, dass sie von mir sein könnte.

;-)

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