differentialrechnung - extremalproblem

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nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »
differentialrechnung - extremalproblem
hallo, ich stecke gerade bei meinen mathehausaufgaben fest und würde mich freuen wenn mir jemand helfen kann...

Aufgabe: ein firmenneubau F soll durch ein erdkabel an die nächstgelegene trafostation T angeschlossen werden. Von T über A nach B verläuft eine straße, F befindet sich abseits einer straße. die verlegungskosten längs der straße betragen 150€/m , im unerschlosenen gelände 250€/m .

berechnen sie die kosten, die entstehen, wenn dir verlegung des kabels
a) gradlinig von T nach F nur im Gelände
b) gradlinig von T nach A längs der straße und dann nach F im gelände erfolgt.

Nach welcher strecke sollte man die straße verlassen, um die kosten so gering wie möglich zu halten? wie hoch sind diese dann?

zusatzinfo: von T nach A sind es 2000m und von A nach F sind es 1200m

danke schonmal im voraus
derkoch Auf diesen Beitrag antworten »

Wo ist die Skizze dazu?
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

kann ich sie dir emailen?
derkoch Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von nadine226
kann ich sie dir emailen?


Nein, stelle die Skizze hier im Board rein.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

okay habe versucht sie anzuhängen...
derkoch Auf diesen Beitrag antworten »

Ok! Wie sind deine Ansätze?

Die Gesetzmäßigkeiten im rechtwinkligen Dreieck sind dir wohl bekannt, gelle?

Dann bitte mal ne Idee von dir.
 
 
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

also...

a) Kosten für T nach F

TF = wurzel aus 2000² + 1200²
TF = 2332,38m lang und das es nur gelände ist
2332,38m * 250€/m = 583095€

b) kosten für T nach A und dann zu F

2000m * 150€/m + 1200m * 250€/m = 600000€
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

OK. Und jetzt mußt du noch die optimale Strecke suchen.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

ja, das problem ist nur das ich nicht weiß wie...
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Bei den meisten Aufgaben weiß ich auch nicht, wie man das löst. Aber zum Glück habe ich ein paar Gehirnzellen, die in der Lage sind, sich darüber Gedanken zu machen. In diesem Fall wäre es doch ganz geschickt, wenn man mal den Punkt, wo das Kabel die Straße verläßt, mit X bezeichnet. Die Länge der Strecke TX nennen wir dann x. Jetzt solltest du in der Lage sein, dazu die Kostenfunktion aufzustellen.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

f(x) = 150x
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

OK. Das sind die Kosten für den Straßenabschnitt. Jetzt verläßt das Kabel beim Punkt X die Straße und läuft querfeldein zum Punkt F. Stelle auch dafür die Kostenfunktion auf.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

nennen wir strecke von X nach F mal y
f(y) = 250y
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Statt f solltest du eine andere Funktionsbezeichnung wählen. Kannst du das y noch anders ausdrücken?
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

okay anstatt f nehmen wir k.
ich wüsste nicht wie ich y noch ausdrücken könnte
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

achso vielleicht:

y² = (2000-x)² + 1200²
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Sehr gut! Freude Und jetzt kannst die Funktion für die Gesamtkosten aufstellen.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

k(g) = 150x + 250 * wurzel aus (2000-x)²+1200²
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Deine Funktionsvariable sollte x sein, aber sonst stimmt's.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

k(x) = 150x + 250 * wurzel aus (2000-x)²+1200²
also so? und nun?
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Tja was nun? Will man möglichst viel oder möglichst wenig Geld ausgeben?
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

wenig!
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Und was ist da also zu tun. Denk mal an den Titel des Threads.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

an welchen titel?
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Also bei mir steht da "differentialrechnung - extremalproblem".
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

ja bei mir auch...kann ich aber grad nichts mit anfangen... verwirrt
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

ich steh aufm schlauch
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Also jetzt muß ich mich schon ein bißchen wundern. Du hast jetzt eine Kostenfunktion, die dir sagt, bei welcher Lage vom Punkt X du welche Kosten hast, und du weißt, daß du möglichst geringe Kosten haben sollst. Da liegt es doch auf der Hand, was jetzt gesucht ist und was demzufolge zu tun ist.

Ich muß mich jetzt mal um ein paar andere Dinge kümmern. Vielleicht schaue ich später nochmal rein.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

ich weiß wirklich nicht was zu tun ist... traurig
Q-fLaDeN Auf diesen Beitrag antworten »

Du schreibst doch selbst schon im Thread "EXTREMALproblem".
Untersuche die Funktion auf Extrempunkte! (Auf welche Extrempunkte speziell müsstest du jetzt selbst wissen). Du willst ja möglichst wenig ausgeben.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

danke, das ist nett gemeint aber soeine formel habe ich noch nie gesehen...und kann auch nichts damit anfangen. wir haben das thema extremalprobleme freitag erst angefangen...
Q-fLaDeN Auf diesen Beitrag antworten »

Ok, aber du weißt doch sicherlich wie man die Extrempunkte einer Funktion bestimmt? Schreibs mal auf.
Dass du genau diese Funktion noch nicht gesehen hast ist klar.

Ich schreibs sie dir nochmal mit Latex:

nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

um die extrempunkte zu bestimmen muss ich doch die 1. ableitungsfunktions nehmen oder?
Q-fLaDeN Auf diesen Beitrag antworten »

Ja, unter anderem.
nadine226 Auf diesen Beitrag antworten »

ich kann es nicht.
könntest du mir evtl den nächsten schritt sagen?
Q-fLaDeN Auf diesen Beitrag antworten »

Die Notwendige Bedingung für Extrempunkte ist:




Die hinreichende:


Also musst du im nächsten Schritt ableiten, das hast du ja eig. schon selbst gesagt.
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