Extremalproblem Flächenberechnung

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Vanitaz Auf diesen Beitrag antworten »
Extremalproblem Flächenberechnung
Meine Frage:
Hallo!

Ich bin mir nicht ganz sicher, ob meine Berechnungen richtig sind. Wäre schön, wenn jemand drüber schauen könnte, übe gerade und in dem Buch sind leider keine Lösungen mit angegeben.

Die Aufgabe lautet:
Ein Tunnel soll die Form eines Rechtecks mit aufgesetztem Halbkreis erhalten. Wie groß ist die Querschnittsfläche maximal, wenn der Umfang des Tunnels 20 m betragen soll.


Meine Ideen:
gesucht ist die maximale Fläche

A = h*2r + (?r²/2) Hauptbedingung

20 = 2h+2r+ ?r Nebenbedingung
20-2r-?r = 2h /:2
10-r-(?r/2)=h

A(r)=[10-r-(?r/2)]*2r+(?r²/2)
A(r)=20r-2r²-(?2r²/2)+(?r²/2)
A(r)=-2r²+20r-(r²/2) /*2
A(r)=-4r²+40r-r²
A(r)=-5r²+40r

A'(r)=-10r+40

0=-10r+40 /+10r
10r=40 /:10
r=4

A''(r)=-10<0 also Maximum


r in Nebenbedingung einsetzen um h auszurechnen
20=2h+(2*4)+?*4 /-8
12=2h+?*4 / -(?*4)
0,95=2h /:2
~0,5=h

Die Werte in die Hauptbedingung einsetzen

A = h*2r + (?r²/2)
A = 0,5*8 +(?*16/2)
A = 29,13 m²
Vanitaz Auf diesen Beitrag antworten »

Also an der Stelle für "?" sollte eigentlich Pi stehen, mein PC scheint das nicht richtig übernommen zu haben.
sulo Auf diesen Beitrag antworten »

Dir ist bei deiner Berechnung von A(r) in der dritten Zeile das Pi abhanden gekommen.
Weiterhin verdoppelst du nur eine Seite der Gleichung, das führt zu einem Problem. Ich würde auf das Multiplizieren mit 2 verzichten, so schlimm ist das 1/2 in der Rechnung nicht. Augenzwinkern
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