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Brücke, Extrema, Winkel, Flächeninhalt

Schüler Gesamtschule, 13. Klassenstufe

Tags: Bogen, Brücke, Extrema, Flächeninhalt, Winkel

 
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BonRom

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20:18 Uhr, 21.03.2016

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Ich bitte um ein Überprüfung der Ergebnisse hinsichtlich mathematische Richtigkeit.
2. Brücke In der Zeichnung ist eine Brücke dargestellt, deren Fassade mit Sandstein verkleidet werden soll. Der Brückenbogen ist 10m hoch und 32m breit. Aus statischen Gründen soll vorher die Last geschätzt werden.

a) Der Brückenbogen kann durch einen Parabel bogen genähert beschrieben werden. Geben Sie einen geeigneten Ansatz für die Funktionsterm einer quadratischen Funktion. Nennen Sie Bedingungen, die die Funktion f erfüllen muss und ermitteln Sie den Funktionsterm. Kontrolle: f(x) =-10/256*x² +10

b) Berechnen Sie die Größe des Winkels, unter dem der Graph von f die x-Achse schneidet. Beurteilen Sie die Güte der Beschreibung des Bogens mithilfe von f durch einen Vergleich mit dem Winkel im Bild.

c) Berechnen Sie die Größe der Fassadenfläche. Berechnen Sie für den Sandstein die Masse in kg, wenn der Sandstein 20 cm dick ist und eine Dichte von P~2,3g/cm³ besitzt.

d) In den beiden Punkten P1(-16|0)P2(16|0) werden Tangenten angelegt. Berechnen Sie die Koordinaten ihres Schnittpunktes.

e) Eine Alternativrechnung sieht eine Beschreibung des Brückenbogens durch einen Kreisbogen vor, der dieselben Achsenschnittpunkte wie der Graph von f hat.
Bestimmen Sie die Koordinaten des Kreismittelpunktes.

a)f(10)=0;f(0)=-16;f(0)=16; CAS 7.3.1f(x)-5128 *x²+10
b)m=f'(-16)=1,25; CAS. tan-1(1,25)=51,3; Wie kann ich die Güte der Beschreibung des Bogens Beurteilen?
c)Integral von -16 bis 16f(x)=213; Fläche von ein Rechteck 3212=384;(12 ist die Höhe von Rechteck während 10 ist von Parabel); 384-213=171 LE die Fassadenfläche. Mit denn Sandstein Teil komme ich nicht klar.
d)T1(X)=1,25x+20T2(x)=-1,25x+20; Gleichsetzen->x in eine d. beide Tangenten einsetzen P(0|20)
e) Ahnungslos.Hilfe
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Extrema (Mathematischer Grundbegriff)

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Antwort
Werner-Salomon

Werner-Salomon aktiv_icon

22:15 Uhr, 21.03.2016

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Hallo,

zu a) kleiner Tippfehler: f(0)=10. Das Ergebnis ist richtig.

zu b) Der Winkel ist richtig. Zeichne den Winkel von 51.3Grad in die Zeichnung ein und überprüfe, ob es sich um tatsächlich um eine Tangente im Punkt (-16|0) handelt.

zu c) Die Fläche unter dem Parabelbogen ist richtig. (21313m2) Die Fläche sind keine LE (Längeneinheiten) sondern m2. 32m ist wohl auch die Länge der Brücke (Zeichnung hängt nicht bei!).
Da die Brücke sicher zwei Seiten hat, benötigst Du Sandstein für 342m2. Da der Sandstein 0,2m dick ist, beträgt das Volumen des Sandsteins
V=2171m20,2m=68,4m3
Das spezifische Gewicht des Sandsteins ist
ρ=2,3gcm3
wie berechnet man nun das Gewicht?

zu d) Ergebnis ist richtig. Aber wenn Du bereits eine der Geradengleichungen hast, so kann der Schnittpunkt schon aus Symmetriegründen nur der Schnittpunkt mit der Y-Achse sein - also die 20 aus der Gleichung.

zu e) mache Dir eine Zeichnung. Es ist ein Punkt auf der Y-Achse gesucht, der vom Scheitel (0|10) und von einem der Fußpunkte (16|0) den gleichen Abstand hat.
Angenommen, der Punkt sei (0|-e) kannst Du dann die beiden Abstände berechnen und gleichsetzen?

Gruß
Werner
BonRom

BonRom aktiv_icon

00:34 Uhr, 23.03.2016

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Wie genau rechnerisch kommen sie auf den Ergebnis?
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Werner-Salomon

Werner-Salomon aktiv_icon

09:18 Uhr, 23.03.2016

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Welches 'Ergebnis' meinst Du? Ich habe oben kein Ergebnis genannt, sondern lediglich Deine Ergebnisse kommentiert.

Du schriebst: "Ich bitte um ein Überprüfung der Ergebnisse hinsichtlich mathematische Richtigkeit."
BonRom

BonRom aktiv_icon

15:31 Uhr, 24.03.2016

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Bei e) gibt es immer noch Schwierigkeiten
Antwort
Stephan4

Stephan4

22:59 Uhr, 24.03.2016

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Kreismittelpunkt: M(0|-e)
Fusspunkt: F1(16|0)
Scheitel: S(0|10)

Werner-Salomon hat das so gemeint:
    MF¯=MS¯
162+e2=e+10  e=7,8

Kreismittelpunkt: M(0|-7,8); r=17,8

BonRom

BonRom aktiv_icon

17:57 Uhr, 25.03.2016

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Danke