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Extremwertaufgabe: Suche HB und NB

Schüler Kaufmännische mittlere u. höhere Schulen,

Tags: Bahnlinie, Hüttenwerk

 
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Lunalu

Lunalu aktiv_icon

16:17 Uhr, 27.01.2011

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Hallo!

Könnt ihr mir bitte helfen! Ich komme nicht auf Hauptbedingung und Nebenbedingung in diesem Beispiel:

Von einem Hüttenwerk H, das 30 km von einer
geradlinigen Bahnlinie entfernt liegt, soll das Erz zu
einem an der Bahn liegenden(50 km entfernten) Werk
W gebracht werden. Zu welcher Stelle A der Bahnlinie
müsste eine Drahtseilbahn gebaut werden, damit die
Transportkosten, die per Seilbahn 3 mal mehr als per
Bahn betragen, möglichst gering sind? [10,6 km].


lg Lunalu



Beispiel 520

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
Frosch1964

Frosch1964 aktiv_icon

16:59 Uhr, 27.01.2011

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Haubtbedingung ist doch:
Transportkosten=Seilbahnlänge*3+(40-x)

und die Seilbahnlänge=sqrt(30^2+x^2)

hilft das weiter?

Antwort
mathos

mathos aktiv_icon

17:02 Uhr, 27.01.2011

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Hallo, ich versuche es mal:

Hauptbedingung sind die Kosten, denn sie sollen minimal sein.

Wir nehmen mal an, dass die Kosten pro Kilometer mit der Bahn c betragen.
Dann betragen sie pro Seilbahnkilometer 3c. (c blebt während der gesamten Aufgabe konstant, du könntest auch c = 1 (Geldeinheit) setzen.)

Somit ergibt sich für die Hauptbedingung:
s sei die Seilbahnlänge, 40 - x die Bahnlänge

HB: K(x,s)=3cs+c(40-x)

Diese Hauptbedingung hängt nun von s und x ab. c ist als Konstante anzusehen.
Wir wollen nur eine Variable: x
Also müssen wir einen Zusammenhang zwischen s und x finden.
Den liefert uns der Pythagoras im Dreieck:

NB: s2=302+x2 also: s=900+x2


Durch Einsetzen erhält man die Zielfunktion:

ZF: K(x)=3c900+x2+c(40-x)

Diese musst du nun auf lokale Extrema untersuchen.

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