Extremwertprobleme QUERSCHNITT KANAL

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anna_88 Auf diesen Beitrag antworten »
Extremwertprobleme QUERSCHNITT KANAL
Hallo,

hab ein Problem mit folgender Aufgabe:

"Der Querschnitt eines Kanals ist ein Rechteck mit angesetztem Halbkreis. Wähle die Maße dieses Rechtecks so, dass bei gegebenem Umfang u des Querschnitts sein Inhalt möglichst groß wird."

Nun bin ich mir schon am Anfang ziemlich unsicher:

EB: A = 1/2 mal mal r² + 2r mal b
NB: U = + 2r + 2b
ZF: ? ? ? an der Stelle komm ich nicht weiter!
JochenX Auf diesen Beitrag antworten »

deine zielfunktion ist die EB (wofür steht E?) mithilfe der nebenbedingung auf eine variable reduziert

über deine nebenbedingung solltest du noch mal nachdenken
du hast als umfang: zwei mal "höhe kanalrechteck", zwei mal r (als untere kanalbreite) und einmal den halbkreis
anna_88 Auf diesen Beitrag antworten »

Danke für die schnelle Antwort.

EB steht für Extremalbedingung...

Zur Nebenbedingung:
Ich versteh nicht, warum sie falsch ist. r steht für Radius, ich hab die Kanalbreite mit 2r bezeichnet, weil sie gleich dem Durchmesser (also 2 mal Radius) ist... oder klärt es das nicht?
JochenX Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertprobleme QUERSCHNITT KANAL
Zitat:
Original von anna_88
NB: U = + 2r + 2b

2r kanalbreite (einmal 2r), 2b (zweimal einfache kanalhöhe b)
aber beim pi fehlt noch was, das muss natürlich pi*r heißen

oder war das ein tippfehler?


danach: nebenbedingung umstellen nach b z.b. und das dann in deine EB einsetzen ergibt zielfunktion nach r
anna_88 Auf diesen Beitrag antworten »

Jo, war ein Tippfehler, sorry.

Ich kann das mit der Zielbedingung irgendwie nicht, hier aber mein Versuch:

Nebenbedingung nach b umstellen
U = pi*r + 2r + 2b
<=> U - 2r - pi*r = 2b
<=> U72 - r - 1/2*pi*r = b

NB in die ZF einsetzen:

A(r)= pi*r + 2r + 2 (U/2 - r - 1/2*pi*r)

----> kommt mir sehr komisch vor!! Was hab ich falsch gemacht?
JochenX Auf diesen Beitrag antworten »

mit dem formeleditor wäre das besser lesbar!

deine umformung nah b stimmt
aber du musst schon korrekt einsetzen in deine EB, das kann ich jetzt nicht nachvollziehen
 
 
anna_88 Auf diesen Beitrag antworten »

Wie setze ich die NB denn korrekt in die ZF ein?
Ich hab ja nach b aufgelöst und dann die Gleichung der NB für das b der Extremalbedingung eingesetzt.
Oder wie macht man das?
JochenX Auf diesen Beitrag antworten »

genau so, aber mach das mal richtig
vergleichen wir mal mit latex:

nebenbedingung sieht so aus
volumenfunktion


edit 1/2 tippfehler
edit 3 dito
anna_88 Auf diesen Beitrag antworten »

Was ist denn die Volumenfunktion? Eine weitere Nebenbedingung`? Oder schon die Zielfunktion? Wenn ja, wie komme ich darauf?
JochenX Auf diesen Beitrag antworten »

hach entschuldige, ich hatte von kanalinhalt auf volumen geschlossen
es geht natürlich nur um den querschnitt

denke dir einfach A(b,r)=... statt V(b,r)

hast du denn das gleiche?


wenn ja: setze für b ein und löse dann die klammer mit ausmultiplizieren auf!
poste ruhig ALLE zwischenschritte (aber mit dem formeleditor)
anna_88 Auf diesen Beitrag antworten »

Ich hab nicht das gleiche, weil mir nicht klar ist, was ich da genau machen soll. Hab den Schritt gar nicht.
Was soll ich jetzt für welches b einsetzen? Ich dachte ich müsste als nächstes die Extrema bestimmen, und dafür die Ableitung der Zielfunktion, also A(r,b)= ... bilden...
Oder würde ich dann einen wichtigen Schritt überspringen?
JochenX Auf diesen Beitrag antworten »

b(r) ist deine nebenbedingung, nach b umgestellt, die hast du
A(b,r) ist das, was du ganz oben als EB stehen hast, das hast du auch

also eigentlich solltest du beide formeln da stehen haben
jetzt setzt du in A(b,r) einfach für jedes b b(r) ein, danach hängt A nru noch von r ab
anna_88 Auf diesen Beitrag antworten »

Wenn ich es richtig verstanden habe, hätte ich jetzt hier stehen:



Ist das so rcihtig aufgeschrieben? Kann ich dann jetzt die Ableitungen von A(r) bilden, um die Extrema bestimmen zu können?
JochenX Auf diesen Beitrag antworten »

jetzt hast du richtig eingesetzt smile
genau jetzt kommt das übliche verfahren

extrema über die erste (und zweite) ableitung bestimmen
randwerte prüfen
freuen

mfg jochen


tipp: im latex KEINE ENTER, das liefert diese hässlichen <br/> tags
verwende \\ für zeilenumbrüche
linda Auf diesen Beitrag antworten »

äi jochen du hast da nen vorzeichenfehler drin
derkoch Auf diesen Beitrag antworten »

Nach drei Jahren dürfte das Vorzeichen oder was auch immer, so ziemlich belanglos sein!
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