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Aufgabe:


Problem/Ansatz:


Gegeben ist die Funktion
\( F\left(x_{1}, x_{2}\right)=12 \cdot x_{1}^{2}+4 \cdot x_{1} \cdot x_{2}+11 \cdot x_{2}^{2} \)

Berechnen Sie die folgenden Größen an der Stelle \( \mathbf{a}=(6,4)^{\top} \) unter Beibehaltung des Niveaus der Funktion \( F(\mathbf{a}) \). (Gehen Sie außerdem davon aus, dass \( x_{1} \geq 0 \) und \( x_{2} \geq 0 \) gilt.)

a. Momentane Änderung von \( x_{2} \) bei Verănderung von \( x_{1} \) um eine marginale Einheit.
b. Exakte Veränderung von \( x_{2} \), wenn sich \( x_{1} \) um 0,45 Einheiten verringert.
c. Approximative Verănderung von \( x_{2} \), wenn sich \( x_{1} \) um 0,45 Einheiten verringert.



Kann mir bitte jemand weiter helfen komme immer auf die falschen Ergebnisse!

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Hallo

bitte schreib, was du gerechnet hast, und wir korrigieren, als falsch,

So weiss man ja nicht, was du schon kannst.

lul

2 Antworten

+1 Daumen

Aloha :)

Gegeben ist:$$F(x;y)=12x^2+4xy+11y^2\quad;\quad \vec a=(6;4)^T\quad;\quad x,y\ge0$$

zu a) Da das Niveau von \(F\) beibehalten werden soll, ist \(dF=0\):

$$0\stackrel!=dF=\frac{\partial F}{\partial x}dx+\frac{\partial F}{\partial y}dy=(24x+4y)dx+(4x+22y)dy\implies$$$$(4x+22y)dy=-(24x+4y)dx\implies dy=-\frac{24x+4y}{4x+22y}dy=-\frac{12x+2y}{2x+11y}dy$$Speziell an der Stelle \(\vec a=(6;4)^T\) ist also:$$dy=-\frac{12\cdot6+2\cdot4}{2\cdot6+11\cdot4}dx=\boxed{-\frac{10}{7}\,dx}$$

zu b) Da das Niveau beibehalten werden soll, muss gelten:$$\left.F(\vec a)=F(5,55\;|\;4+\Delta y)\quad\right|\text{einsetzen}$$$$\left.12\cdot6^2+4\cdot6\cdot4+11\cdot4^2=12\cdot5,55^2+4\cdot5,55\cdot(4+\Delta y)+11(4+\Delta y)^2\quad\right|\text{ausrechnen}$$$$\left.11(\Delta y)^2+110,2\Delta y-69,57=0\quad\right|\colon11$$$$\left.(\Delta y)^2+\frac{110,2}{11}\Delta y-\frac{69,67}{11}=0\quad\right|\text{pq-Formel}$$$$\Delta y\approx-10,614\;\lor\;\Delta y\approx0,595866$$Da \(y\ge0\) sein soll, kommt als Änderung nur das zweite Ergebnis in Betracht:$$\boxed{\Delta y\approx0,595866}$$

zu c) Hier brauchen wir nur in das Ergebnis von a) einzusetzen:$$dy=-\frac{10}{7}\cdot(-0,45)=\boxed{0,642857}$$

Avatar von 152 k 🚀

Passt Antwort b) zum Wort "verringert" in der Aufgabenstellung?

leider stimmen deine Antworten auch nicht :(

@döschwo... Danke für den Hinweis, habe den Bug gefixt.

@Leyla01... Nun müsste alles stimmen.

Habe die Ehre.

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Forme 12x12 + 4x1x2 + 11x22 = 704 nach x2 um und leite es nach x1 ab.

Avatar von 45 k

Falls dies das Ganze etwas anschaulicher macht:

Im ersten Bild die Funktion F (orange) und das Niveau F(a) = 704 (blau), im zweiten Bild die Schnittline (d.h. die in der Antwort genannte Gleichung nach x2 umgeformt). Ich habe allerdings x und y verwendet anstatt x1 und x2. Der rote Punkt ist die Stelle a. Die Ableitung hat dort den Wert \( -\frac{10}{7} \).


blob.png


Für die gestellten Fragen bedeutet das:


a.

\( -\frac{10}{7} \)


b.

\( x=5,55 \) eingesetzt in die Funktion oberhalb des zweiten Graphen ergibt \( y≈4,596 \) d.h. der Wert von \( x_{2} \) hat sich um etwa 0,596 erhöht.

c.

\( -\frac{10}{7} \cdot (-0,45) \)


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