Extremwertaufgabe Hohlzylinder

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MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Meine Frage:
Hallo!

Bräuchte ganz dringend Eure Hilfe!
Mein Beispiel:
Ein Hersteller von Marmelade überlegt, die Formen der Gefäße zu ändern. Sie sollen ein Volumen von V=350cm³ aufweisen, die zylindrische Form soll beibehalten werden. Die Deckel werden aus Metal gefertigt.
a) Wie sind dessen Abmessungen zu wählen, damit der Materialverbrauch an Glas möglichst klein wird??


Meine Ideen:
HB: M=2rPi*h.....minimum
NB: V= 350cm³
habe mir auch eine Skizze gemacht, weiß aber leider nicht wie ich dadurch eine NB aufstellen soll....bitte dringend um Eure Hilfe...
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Deine HB ist unvollständig: Der Boden der Gläser besteht sicher auch aus Glas.

Die NB stimmt soweit, du solltest noch die Volumenformel ergänzen.
Stelle die NB dann nach einer der Variablen r oder h um.
(Ich würde h wählen, ist eventuell einfacher zu rechnen).

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
dann ist meine HB also M=2rh*Pi+2r²*Pi+2rh*Pi
oder??

und die NB: V= r²*Pi*h
h=V/r²*Pi

richtig??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Die NB stimmt und ist auch richtig umgeformt. Freude
Ich würde für V die gegebenen 350 einsetzen, das rechnet sich dann etwas leichter.

Die HB ist mir etwas voll geworden - du hast da gleich 2 oben offene Zylinder dargestellt... Augenzwinkern
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
HB= 2rh*Pi+2r²*Pi?
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Da hast du einen geschlossenen Zylinder.

Wir brauchen aber nur einen Boden, der Deckel ist ja aus Metall.

smile
 
 
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
HB= 2rh*Pi+r²*Pi
ich hoffe so passt es jetzt gg
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Ja, das ist jetzt richtig. Freude

Jetzt kannst du loslegen: Ersetze das h in der HB und vereinfache vor dem Ableiten.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
M(x)=2rV/r²+r²
stimmt das?? Das Pi habe ich als konstanten Summanden weggelassen, stimmt das soweit??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Jo, stimmt soweit. Freude

Ich würde noch ein r wegkürzen. Außerdem würde ich eher M(r) schreiben. Augenzwinkern

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
ok, also M(r)= 2V/r+r verwirrt

soll ich dann die Quotientenregel anwenden??

also wenn ich das einmal ableite kommt bei mir nichts gescheites raus verwirrt
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Ich habe gerade noch mal über dein weggelassenes Pi nachgedacht.
Das würde ich doch lieber mit reinnehmen und schauen, was da passiert.

Das zweite r bleibt als r² stehen, da kann man ja nichts kürzen. Augenzwinkern

Aber wie gesagt: Schmeiße das Pi jetzt noch nicht aus der Gleichung, ok? Setze es mal ein und schau, wo du es wegkürzen kannst und wo es stehen bleibt.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
also ..

M(r)= 2*Pi*V/r+r²*Pi

ja?
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Nein, nicht ganz.

Überlege, was du für das h einsetzt. Das Pi im ersten Summanden kürzt sich weg.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
ok, jetzt bin ich ausgestiegen, jetzt weiß ich es nicht mehr...
ich hab jetzt bei mir stehen:
M(r)= 2*V/r+r²*Pi...
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
M(r)= 2*V/r + r²*Pi

Das ist die fertige HB.

Wenn du willst kannst du statt 2V auch 700 schreiben.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
ok, also 700/r+r²*Pi

M´(r)= 700/r+2r*Pi

richtig? oder muss ich die Quoientenregel anwenden??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Du musst die 700/r auch ableiten.

Das wird einfacher, wenn du 700 · r^-1 schreibst.

Die Quotientenregel brauchst du dazu nicht.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
M´(r)= -700r^-2+2r*Pi

und M´´(r)= 1400*r^-3
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Richtig. Freude
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Dann setze ich die 1. ABleitung gleich null. Das ergibt bei mir r= 7,047
stimmt das? oder darf ich das Pi nicht wegkürzen??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Wie kürzt du denn das Pi weg? verwirrt

Ich habe einen anderen Wert für r raus, werde das aber gleich noch mal überprüfen. edit: Mein Wert stimmt, deiner ist leider nicht richtig.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
r=4,81
ist dieser Wert richtig??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Ja, dieses Ergebnis ist richtig. Freude
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
ok, super.
für h= 4,8119
auch richtig??

habe r in die 2. Ableitung eingesetzt und es kommt >0 raus, also minimum, wie es gefragt ist=)
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Hmm, das ist jetzt eine Rundungsungenauigkeit. edit: Wie dumm von mir: Das ist ja genau dein Ergebnis... Big Laugh

Wenn man die ungekürzten Werte nimmt, erhält man r = h = 4,812... cm.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
genau=)
und in welchem Verhältnis stehen die Abmessungen dieses Körpers??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Dann ist die Aufgabe gelöst. smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
und wegen dem Verhältnis??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Was meinst du genau?

Wir haben Radius und Höhe des Zylinders bestimmt, danach war gefragt.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
hab ja noch eine nummer b)
und da wird gefragt in welchem verhältnis diese Abmessungen stehen.... verwirrt
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Naja, welches Verhältnis haben r und h wohl... Augenzwinkern
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
r:h
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder



smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
komm ich nicht drauf, hat das was mit dem Volumen zu tun??
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Es geht darum, welches Verhältnis r und h in dem Glas mit dem geringsten Materialverbrauch haben.

Und falls es dir noch nicht klar ist, kannst du das Verhältnis auch errechnen, wie ich es dir im Beitrag davor gezeigt habe.
Setze deine Werte ein, kürze so weit wie möglich und du hast das Verhlätnis.

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
ich weiß im moment nicht was ich wie machen soll..... verwirrt
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Nimm deine Ergebnisse (die du errechnet hast) für r und h und setze sie ins Verhältnis.

Wie lautet die Lösung für r?

Wie lautet die Lösung für h?

Diese Werte setzt du für die Fragezeichen ein:

smile
MarinaP Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
stehen im Verhältnis 1 zu 1 =)
sulo Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Extremwertaufgabe Hohlzylinder
Jo, das ist es. Freude

Ist doch ganz einfach, wenn man nicht gerade eine kleine Blockade hat... Augenzwinkern
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