Kegel mit ggb. Mantelfläche -> geringst. Volumen

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DerOlli Auf diesen Beitrag antworten »
Kegel mit ggb. Mantelfläche -> geringst. Volumen
Welcher unten offene Kegel hat bei gegebener Mantelfläche das größte Volumen?

ich hab mit der Aufgabe echte Probleme, weil mir die Zielfunktion für meine Nachhilfeschülerin zu kompliziert erscheint

meiner Ansicht nach :

M = [pi]*r*s
V = 1/3*[pi]*r²*h
h nach pythagoras : [wurzel](s²-r²)
allerdings bekomme ich dann fürs ableiten eine funktion mit produktregel und einer großen wurzel, welches verglichen mit den anderen aufgaben, die für meine "schülerin" anfang der 12
bisher gebracht wurden, zu schwierig ist, da sie
1. zu kompliziert ist und 2. zum erreichen der lösung methoden erfordert, welche noch nicht gelehrt wurden.

also nehme ich einfach an, dass ich beim aufbau einen fehler gemacht habe, und diese aufgabe um einiges einfacher zu lösen ist
ich bitte um hilfe
danke
jonathandodd Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Kegel mit ggb. Mantelfläche -> geringst. Volumen
Hmmm...ich denke ja dass man Kalkul verwenden muss. Das Problem ist komplizierter, als es scheint! Man muss fur r und s Ausdrücke finden, dann, Ableitungen fur v nach r und s finden. dann, dv/ds=0 und dv/dr=0, um hochste v nach r und s zu finden.

Jon
DerOlli Auf diesen Beitrag antworten »

danke, dass endlich mal jemand antwortet Augenzwinkern
aber ich glaube das ist es nicht, weil es ins prinzip der aufgaben passt, dass man die variablen auf 1 für die zielfunktion reduzieren kann
(mal abgesehen von M, das ja gegeben, aber nicht als zahl vorhanden ist)
johko Auf diesen Beitrag antworten »

Schomma dran gedacht, dass die Aufgabenstellung fehlerhaft ist? M allein bringt nix.
DerOlli Auf diesen Beitrag antworten »

doch doch, das muss schon irgendwie gehen
1. wird die lehrerin das nachgerechnet haben und
2. werden sich die entwerfer dieses mathe abiturbuches da mit sicherheit was bei gedacht haben :/
Hilfe
johko Auf diesen Beitrag antworten »

Das eine wie das andere muss nicht unbedingt sein. A) Im Mathebuch ist ein Schreibfehler und B) die Paukerin hat sich die Aufgabe vorher nicht durchgerechnet.
Sowas kommt eigentlich ziemlich oft vor.
johko, Mathepauker
 
 
DerOlli Auf diesen Beitrag antworten »

das kann natürlich sein

wäre es denn theoretisch erlaubt, da pythagoras anzuwenden?
s²=h²+r²

weil dann wäre auch die aufgabe lösbar
allerdings arg kompliziert :/
johko Auf diesen Beitrag antworten »

Wie denn? r oder s müssen doch neben M gegeben sein - trotz richtigem Pythagoras. Ich mein es ist schon spät, aberr sollte ich mich sooo täuschen?
johko Auf diesen Beitrag antworten »

Tip: Geh mal in www.mathe-formeln.de und versuch, bei Formel --> Kegel im dortigen Programm NUR einen Wert für M einzugeben und dann den Rest erhalten zu wollen.
jonathandodd Auf diesen Beitrag antworten »

Ah...ich denke dass ich eine Losung habe...:P

v=(PI*r²h)/3
M=PI*rs

:. PI=(3v)/(r²h)=M/rs
:. 3vrs=Mr²h
:. v=(Mrh)/(3s)

aber, h=w(r²+s²)

:. v=(Mrw(s²-r²))/(3s)
:. v²=(M²r²s²-M²r^4)/9s²
:. v =w((M²r²s²-M²r^4)/9s²)
=(M²r²/9)-(M²r^4/9)(1/s²)

[anderung: erm tut mir leid, der rest fehlerhaft ist. Ich habe eine Alternative, (ich denke) aber es schliest ein biquadratisch Formel ein...geschockt ...also...watch this space...)

> lim s->inf, v=[konstant]
> und lim s->inf, (1/s²)=0
> :. lim s->inf v=w(M²r²/9)

> also v=w(M²r²/9).

> kein kalkul! Aber es ist irgendwie komisch....wer willst eine kugel mit
> unendlich s? verwirrt

Jon
johko Auf diesen Beitrag antworten »

Tja ,ist vor allen dingen ziemlich blöde, dass für s--> unendlich gilt: r--->0! Augenzwinkern
DerOlli Auf diesen Beitrag antworten »

ich hab mal ein wenig rumgerechnet und als zielfunktion :
V = r/3*w(m²-r^4)
gekriegt
trotzdem zu schwer, wenn die bei den ableitungen noch nicht so weit sind.... :/
johko Auf diesen Beitrag antworten »

Tja, ich hab da nun auch was ähnliches raus, allerdings mit einem zusätzlichen PI² vor dem r^4 unter der Wurzel. Gestern wars wohl doch schon ziemlich spät für mich...
*seufz*
Danach wirds heiter, aber mit hauptnenner und Z=0 könnts noch angehen.
johko
DerOlli Auf diesen Beitrag antworten »

hmmm, ich hab das ganze mal weitergesponnen
bei V = r/3*w(M²-PI²*r^4) (<< da hatte ich mich vorher verrechnet)
kriegt man für V' (mit ketten-/produktregel)
1/3*w(M²-PI²*r^4) + r/3*(-2PI²r³)/(2*w(M²-PI²*r^4)

das dann gleich 0 setzen und umformen :
M²-PI²*r^4-2*PI²*r^4=0
also
r = 4.wurzel(M²/3PI²)
irgendwie etwas zu kompliziert als lösung für meinen geschmack unglücklich
johko Auf diesen Beitrag antworten »

"1/3*w(M²-PI²*r^4) + r/3*(-2PI²r³)/(2*w(M²-PI²*r^4)"
wird bei mir zu

1/3*w(M²-PI²*r^4) + r/3*(-4 PI²r³)/(2*w(M²-PI²*r^4)
-->

2/3*(M²-PI²*r^4) + r/3*(-4PI²r³) =

2/3*(M²-PI²*r^4) -4/3*PI²r^4) =2/3*M² -2PI²r^4
V´=0 -->
r^4=1/3*M²/PI²

Scheiss unübersichtliche Schreibweise - könnte aber stimmen..
johko
DerOlli Auf diesen Beitrag antworten »

was ungefähr auch das gleiche ist smile
aber danke für die hilfe
morgen erfahr ich die lösung
johko Auf diesen Beitrag antworten »

och jo!!! Kannzema seehn
Augenzwinkern
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