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Aufgaben zu Spirale (Länge, Abstand)

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Tags: Funktion, Funktionalanalysis, Funktionentheorie, Grenzwert

 
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Vektro

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15:28 Uhr, 20.04.2010

Antworten

Durch aneinanderkleben von Halbkreisen (wobei jeder Durchmesser des voherigen Durchmessers 3/5 beträgt) entsteht eine Spirale. Der erste Durchmesser beträgt 4cm.

(Skizze angefügt)

Wie lang ist die Spirale?

Wie weit sind Anfangs- und Endpunkt voneinander entfernt?

Ist die Spirale nicht unendlich lang?

Also mit diesem Verständnis kann ich leider keine der Aufgaben lösen.

Danke für Hilfe.




Zu diesem Beitrag wurde eine digitale Zeichnung hinzugefügt:

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Grenzwert (Mathematischer Grundbegriff)
Regel von l'Hospital (Mathematischer Grundbegriff)
Wichtige Grenzwerte
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)

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Antwort
Rabanus

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17:36 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Hey,

die aufeinander folgenden Bogenlängen bilden eine Reihe.
Überleg' Dir mal welche ?
Vektro

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17:43 Uhr, 20.04.2010

Antworten

Geht k = 0 π 1 k in die richtige Richtung?

Ah ne habs gerade gemerkt..

Obwohl der Radius verändert sich ja..

Antwort
Rabanus

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18:14 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Die Änderung des Radius ist ja wohl selbstverständlich !

Wie verhalten sich denn aufeinander folgende Radien ?
Vektro

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18:23 Uhr, 20.04.2010

Antworten

k = 0 π 2 3 10 k

So vielleicht?

Antwort
Rabanus

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19:35 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Hey,
lass das Rumraten sein !

Beantworte zunächst mal meine Frage.
Wie verhält sich   rn+1rn=...  ?
Vektro

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19:48 Uhr, 20.04.2010

Antworten

r n + 1 r n = 3 10 r n + 1 = r n 3 10

oder?

Antwort
Rabanus

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20:20 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Ok !

Und jetzt:
L0=...
L1=L0...
...
Ln+1=Ln...
Vektro

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20:38 Uhr, 20.04.2010

Antworten

L 0 + 1 = L 0 3 10 L n + 1 = L n 3 10

Und wie bestimmt man jetzt die Reihe konkret?

Antwort
Rabanus

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20:47 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Summenbildung !

L_{ges} =L0+L1+... + Ln+...
Antwort
Rabanus

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21:00 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Oh, Oh, das sehe ich ja jetzt erst:

rn+1rn310

Siehe Aufgabenstellung !
Vektro

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21:05 Uhr, 20.04.2010

Antworten

Aber wir sprechen doch vom Radius, der halbiert sich doch oder nicht? Dh r=2 und das Verhältnis 3/5/2. In der Aufgabe ist die Rede vom Durchmesser.

Damit habe ich ja nur angefangen wegen der Formel für den Kreisbogen.

Antwort
Rabanus

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21:10 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Wenn sich die Durchmesser wie 3:5 verhalten, wie verhalten sich dann die Radien ???
Vektro

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21:18 Uhr, 20.04.2010

Antworten

Damn.. auch so, ich stell mich heut aber auch an.

r n + 1 r n = 3 5 r n + 1 = r n 3 5



L n + 1 = L n 3 5



L 0 = 2

Gut, jetzt gib mir mal einen Ansatz für die Reihe bitte^^

Antwort
Rabanus

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21:29 Uhr, 20.04.2010

Antworten
L0=πr0
L1=πr1=πr035
L2=...
...

Jetzt wirst Du doch wohl die Summe bilden können !?
Vektro

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22:21 Uhr, 20.04.2010

Antworten

Sorry bin im Stress. Also:

k = 0 π 2 3 k 5 k

Bitte guck mal rüber und sag obs stimmt.

Vektro

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22:25 Uhr, 20.04.2010

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Dh nach der geometrischen Reihe konvergiert unsere Reihe gegen 5 π , was auch die gesuchte Länge ist.

Antwort
Rabanus

Rabanus aktiv_icon

22:51 Uhr, 20.04.2010

Antworten
Ok !

Die Kurvenlänge berechnet sich nach der geometrischen Reihe mit q=35 und hat damit eine endliche Länge (Summenwert nicht nachgerechnet).

Aber dass Anfangs- und Endpunkt um die Länge der Kurve von einander entfernt sein sollen, kann ja schon anschaulich nicht sein !
Zu dieser Frage habe ich mir z.Zt. noch keine genaueren Gedanken gemacht.
Mal sehen, ob ich später dazu kommen werde.

Servus
Vektro

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22:54 Uhr, 20.04.2010

Antworten

Ich denke komischweise immer daran das Ding aufzuspannen..

Antwort
Rabanus

Rabanus aktiv_icon

11:20 Uhr, 21.04.2010

Antworten
Hey,

für die Abstände an zwischen Anfangs- und Endpunkt ergibt sich eine alternierende Reihe:

a0=d

a1=a0-dq

a2=a1+ ...

Die Fortsetzung und weitere Rechnung überlasse ich Dir.

Servus

Edit: Und 5π ist auch nicht die Länge der Kurve.
5π ist eine Zahl. Eine Länge hat eine Einheit !
Frage beantwortet
Vektro

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01:11 Uhr, 23.04.2010

Antworten

Vielen Dank für die Unterstützung. Ich habe es mittlerweile herausbekommen.