Extremwertproblem Rechteck

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Meisel Auf diesen Beitrag antworten »
Extremwertproblem Rechteck
Meine Frage:
Huhu,

nächste Aufgabe:

Die Punkte A(-u/0),B(u/0),C(u/f(u)),D(-u/f(-u), 0<u<3, des Graphen von f mit f(x)=-x²+9 bilden ein Rechteck. Für welches u wird der Flächeninhalt (Umfang) des Rechtecks ABCD maximal? Wie groß ist der maximale Inhalt (Umfang)?

Meine Ideen:
Allgemeine Formeln für Fläche und Umfang des Rechtecks:

A=a*b
U=2a+2b

Funktion: f(x)=-x²+9

Eigentlich sollte ich damit eine Zielfunktion und eine Nebenbedinung aufstellen können/müssen. Leider liegt hier mein Problem smile Ich hab keine Ahnung wie die Zielfunktion geschweige denn die NB aussehen soll unglücklich
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
So wird das Rechteck ungefähr aussehen:

[attach]22881[/attach]

Überlege, wie du die Strecken a (|AB|) und b(|BC|) des Rechtecks mit Hilfe der Funktion f(x) ausdrücken kannst.

smile
Meisel Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
In der Schule haben wir das Ding folgendermaßen gelöst:

ZF:
a=2u
b=-u²+9

A=2u*(fu)

NB:
f(u)=-u²+9

NB in ZF:
A=2u*(-u²+9) =-2u³+18u


Ich blick da nicht durch unglücklich wie bitte kommt man auf 2u??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
Ich habe u mal eingezeichnet:
[attach]22882[/attach]
Es ist eine positive Zahl mit 0<u<3.

Jetzt klarer, wo die 2u herkommen? smile
Meisel Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
jap klar soweit...
stimmt, u liegt in dem Fall auf der x Achse... verwirrt und wie bekomme ich auf die schnelle raus, ohne eine Funktionsprogramm zu benutzen, dass es genau 2u sind? ich mein, während der KA kann ich schlecht so ein Programm verwenden Big Laugh Wie kann ich die 2u ausrechnen oder muss ich das von vorneherein erkennen können?? unglücklich

Ich kann allein aus der Aufgabe nicht herauslesen, dass a gleich 2u ist unglücklich
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
u ist der Abstand vom Ursprung bis zum Punkt B auf der x-Achse.
a ist der Abstand von A bis B, und somit 2u.

b entspricht f(x), das ist in der Tat oft so bei Aufgaben, in denen Flächen in Abhängigkeit von einem Funktionsgraphen berechnet werden sollen.

Du musst halt im konkreten Fall jeweils schauen, was gegeben ist.
Hier waren die Punkte A, B, C und D ja genau vorgegeben.

Ansonsten kann man auch die halbe Fläche (im ersten Quadranten) berechnen, dann darf man aber nicht vergessen, abschließend zu verdoppeln. Augenzwinkern
 
 
Meisel Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
ah ja okay... soweit so gut smile

Dann stimmen diese Bedinung also:

ZF:
a=2u
b=-u²+9

A=2u*(fu)

NB:
f(u)=-u²+9

NB in ZF:
A=2u*(-u²+9) =-2u³+18u

Ableitungen:
A(u)=-2u³+18u
A'(u)=-6u²+18
A''(u)=-12u

Extrema:
A'(u)=0
-6u²+18=0
18=6u²
u²=3


A''()=-20,78
A()=20,78
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
Alles richtig. Respekt
Meisel Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertproblem Rechteck
Tanzen juhu!

let's dance Big Laugh
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