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Forum "Differenzialrechnung" - Extremwert-Problem
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Extremwert-Problem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:18 Mo 20.12.2010
Autor: e_v_a_

Aufgabe
Welches gleichschenkelige Dreieck vom Umfang U=2 ergibt b ei Drehung um seine Symmetrieachse einen Kegel von maximalen Volumen?

Hallo,
Ich habe diese Aufgabe so versucht zu lösen, komme aber auf ein komplett falsches Ergebnis:

U=2a+b=2s

V=(r²*pi*h)/3

un jetzt das Problem: ich weiß nicht welche Variable ich durch welche ersetzen soll, damit ich V dann ableiten kann und auf den Extremwert komme ...

Lösung sollte Grundlinienlänge=4s/5 und Höhe=s/5*wurzel5 sein

Würde mich sehr über eure Hilfe freuen!!
Danke schon im Voraus

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.


        
Bezug
Extremwert-Problem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:31 Mo 20.12.2010
Autor: schachuzipus

Hallo e_v_a und herzlich [willkommenmr],





> Welches gleichschenkelige Dreieck vom Umfang U=2 ergibt b
> ei Drehung um seine Symmetrieachse einen Kegel von
> maximalen m Volumen?

Aua!

>  Hallo,
>  Ich habe diese Aufgabe so versucht zu lösen, komme aber
> auf ein komplett falsches Ergebnis:
>  
> U=2a+b=2s

Wieso 2s?

Es ist doch [mm]U=2[/mm], also [mm]2a+b=2[/mm]

>  
> V=(r²*pi*h)/3
>  
> un jetzt das Problem: ich weiß nicht welche Variable ich
> durch welche ersetzen soll, damit ich V dann ableiten kann
> und auf den Extremwert komme ...
>  
> Lösung sollte Grundlinienlänge=4s/5 und Höhe=s/5*wurzel5
> sein
>  
> Würde mich sehr über eure Hilfe freuen!!
>  Danke schon im Voraus

Mache eine Skizze!

Dann siehst du, dass der Radius des entstehenden Kegels genau die Hälfte der Länge der Grundseite, also [mm]\frac{b}{2}[/mm] , ist.

Bestimme weiter [mm]h[/mm] (Pythagoras) und drücke [mm]a[/mm] durch einen Ausdruck in [mm]b[/mm] aus (aus der Umfangsformel)

Dann hat deine Volumenformel nur noch eine Unbekannte [mm]b[/mm], also [mm]V(b)=\ldots[/mm]

Davon dann das Max. bestimmen ....

Falls oben doch ein Parameter $s$ beim Umfang steht, schleppe ihn als Parameter mit ...

>  
> Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.
>  

Gruß

schachuzipus


Bezug
                
Bezug
Extremwert-Problem: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:20 Mo 20.12.2010
Autor: e_v_a_

Vielen Dank für die schnelle Antwort! :)

Leider komme ich damit noch immer nicht auf die Lösung ...
Ich habe folgendermaßen gerechnet:
Das s habe ich vorhin vergessen in die Angabe zu schreiben, also ich korrigiere U=2s

[mm] V=r²\pih [/mm]

U=2a+b=2s
--> a=s-b/2

h=a-b/2
h=(s-b/2)-b/2

dann habe ich die Variablen in der Volumsformel ersetzt:
[mm] V=(b/2)²*\pi*((s-b/2)-(b/2) [/mm]
[mm] V'(b)=2b/4*\pi-2b/4*\pi*1/2-2b/4*\pi*1/2 [/mm]
wenn ich V'(b) dann Null setze erhalte ich aber s=0, was irgendwie nicht möglich ist, denke ich...

Habe ich mich nur verrechnet (habs 3 mal versucht und komme aufs selbe) oder unterliegt das einem Denkfehler?


Bezug
                        
Bezug
Extremwert-Problem: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:26 Mo 20.12.2010
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,


> Vielen Dank für die schnelle Antwort! :)
>  
> Leider komme ich damit noch immer nicht auf die Lösung
> ...
>  Ich habe folgendermaßen gerechnet:
>  Das s habe ich vorhin vergessen in die Angabe zu
> schreiben, also ich korrigiere U=2s
>  
> [mm]V=r²\pih[/mm]
>  
> U=2a+b=2s
>  --> a=s-b/2

Ok.



>  
> h=a-b/2 [kopfkratz3]

Die Höhe berechnest du doch mit Pythagoras ...

[mm]h^2+\left(\frac{b}{2}\right)^2=a^2[/mm], also [mm]h=\sqrt{\left(s-\frac{b}{2}\right)^2-b^2}[/mm]

>  h=(s-b/2)-b/2

Es ist [mm]\sqrt{a+b}\neq\sqrt{a}+\sqrt{b}[/mm]

Weiter habe ich nicht nachgeschaut ..

>  
> dann habe ich die Variablen in der Volumsformel ersetzt:
>  [mm]V=(b/2)²*\pi*((s-b/2)-(b/2)[/mm]
>  [mm]V'(b)=2b/4*\pi-2b/4*\pi*1/2-2b/4*\pi*1/2[/mm]
>  wenn ich V'(b) dann Null setze erhalte ich aber s=0, was
> irgendwie nicht möglich ist, denke ich...
>  
> Habe ich mich nur verrechnet (habs 3 mal versucht und komme
> aufs selbe) oder unterliegt das einem Denkfehler?
>  

Gruß

schachuzipus


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