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Forum "Extremwertprobleme" - Zylinder
Zylinder < Extremwertprobleme < Differenzialrechnung < Analysis < Oberstufe < Schule < Mathe < Vorhilfe
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Zylinder: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:07 Fr 24.09.2010
Autor: lilau

Aufgabe
Welche zylindrische Dose mit dem Oberflächeninhalt von 1dm³ hat das größte Volumen?

Hallo, ich hänge an dieser Aufgabe fest und weiß nicht so recht weiter. So weit bin ich bisher gekommen:

(1) Extremalbedingung: V = [mm] \pi*r²*h [/mm]
(2) Nebenbedingung: O = [mm] 2*\pi*r*(r+h) [/mm]
Nun weiß ich nicht, ob es ausgeklammert entweder O = [mm] 2*\pi*r²+rh [/mm] oder O = [mm] 2*\pi*r²+2*\pi*r*h [/mm] lautet.

Dann wird nach 'h' hin aufgelöst.

Ich weiß, das ist wirklich Pipifax, aber ich muss sozusagen ein Jahr Mathe aufholen (war im Ausland) und bin jetzt völlig aus dem Rythmus. Es wäre nett, wenn mir jemand weiterhelfen könnte!




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


        
Bezug
Zylinder: Hinweise
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:11 Fr 24.09.2010
Autor: Loddar

Hallo lilau,

[willkommenmr] !!


> (1) Extremalbedingung: V = [mm]\pi*r²*h[/mm]

[ok]


>(2) Nebenbedingung: O = [mm]2*\pi*r*(r+h)[/mm]

[ok]


>  Nun weiß ich nicht, ob es ausgeklammert entweder
> O = [mm]2*\pi*r²+rh[/mm] oder O = [mm]2*\pi*r²+2*\pi*r*h[/mm] lautet.

Weder noch: [mm]O \ = \ 2*\pi*r^{\red{2}}+2*\pi*r*h[/mm]

Allerdings kommst Du hier weiter, wenn Du nicht ausmultiplizierst:

[mm]r+h \ = \ \bruch{O}{2*\pi*r}[/mm]
usw.


Gruß
Loddar



Bezug
                
Bezug
Zylinder: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:00 Fr 24.09.2010
Autor: lilau

Das heißt:

h = [mm] \bruch{1}{2*\pi*r}-r [/mm]

(3)Zielfunktion:
V(r) = [mm] \pi*r^2 (\bruch{1}{2*\pi*r}-r) [/mm]
= [mm] r(\bruch{1}{2}-r^3) [/mm]
= [mm] \bruch{1}{2}r-r^4 [/mm]

Stimmt das?

(4)Extrema wäre dann:
[mm] V'(r)=-4r^3 [/mm] + [mm] \bruch{1}{2} [/mm]

Aber dann wäre 'r' am Ende negativ, was eigentlich nicht sein kann.


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Bezug
Zylinder: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:49 Fr 24.09.2010
Autor: Blech

Hi,

> h = [mm]\bruch{1}{2*\pi*r}-r[/mm]

Ja.
  

> (3)Zielfunktion:
>   V(r) = [mm]\pi*r^2 (\bruch{1}{2*\pi*r}-r)[/mm]
>  =
> [mm]r(\bruch{1}{2}-r^3)[/mm]

???

Distributivgesetz: $a(b+c)=ab+ac$

In Deinem Fall haben wir
[mm]\underbrace{\pi*r^2}_{=:a} (\underbrace{\bruch{1}{2*\pi*r}}_{=:b}+ \underbrace{(-r)}_{=:c})[/mm]


Was ist $ab$ (r/2, da ist Deins richtig) und was ist $ac$?

ciao
Stefan

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Zylinder: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:44 Sa 25.09.2010
Autor: lilau

So?

V(r)= [mm] \pi\cdot{}r^2 (\bruch{1}{2\cdot{}\pi\cdot{}r}-r) [/mm]
= [mm] -\pi*r^3+\bruch{r}{2} [/mm]

Wenn ich dann aber die Ableitung mache, ist r negativ.

V'(r)= [mm] -3\pi*r^2+\bruch{1}{2} \Rightarrow [/mm] r= [mm] \wurzel[3]{-\bruch{1}{2} /3\pi} [/mm]
[mm] r\approx-0,376 [/mm]

Ich weiß wirklich nicht, warum ich das hier nicht hinkriege.

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Zylinder: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:59 Sa 25.09.2010
Autor: Steffi21

Hallo,

[mm] V(r)=\bruch{r}{2}-\pi*r^{3} [/mm]

[mm] V'(r)=\bruch{1}{2}-3*\pi*r^{2} [/mm]

[mm] 0=\bruch{1}{2}-3*\pi*r^{2} [/mm]

[mm] 3*\pi*r^{2}=\bruch{1}{2} [/mm]

[mm] r^{2}=\bruch{1}{6\pi} [/mm]

Steffi



Bezug
                                                
Bezug
Zylinder: Fertig
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:08 Sa 25.09.2010
Autor: lilau

Dankeschön an alle!
Ihr habt mir wirklich unendlich weitergeholfen :)

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