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Extremwertproblem

Schüler Gymnasium, 9. Klassenstufe

Tags: Rechteckige Fensterscheibe, Rechtwinkliges Dreieck

 
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klein-doofi

klein-doofi aktiv_icon

21:30 Uhr, 06.03.2012

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Von einer rechteckigen Glasplatte mit den Seitenlängen 30cm und 40cm ist eine Ecke in Form eines rechtwinkligen Dreiecks mit den Kathetenlängen 10cm und q cm abgebrochen. Aus dem Reststück soll eine möglichst große Rechtecksplatte zurechtgeschnitten werden.
Berechne den maximalen Flächeninhalt für den Fall q=6(8;15)

Ich weiß zwar, dass A(x)=(40-x)(30-(-35x+6)) ist, weiß aber nicht wie man auf diesen Ansatz kommt.

Freue mich auf Antworten,

LG klein-doofi

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Trigonometrie (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
KalleMarx

KalleMarx aktiv_icon

23:28 Uhr, 06.03.2012

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Tachschön!

Zunächst ist Deine Aufgabenstellung nicht eindeutig. Dem von Dir gegebenen Ansatz für den Flächeninhalt entnimmt man, daß die Kathete q der abgebrochenen Ecke auf der kürzeren Kante des ursprünglichen Rechtecks liegt. Das hättest Du aber auch dazu schreiben können, denn es hätte auch andersherum liegen können und dann wäre Dein Ansatz falsch. Das Ergebnis wäre schließlich trotzdem gleich.

Eine Skizze hilft (wie fast immer) auch hier ungemein. Zunächst stellt man den Flächeninhalt des neuen Rechtecks in Abhängigkeit von x und y auf (Hauptbedingung):
A(x,y)=(40-x)(30-y).
Eine der beiden Variablen darin muss eleminiert werden. In Deinem Fall wurde dies mit y gemacht. Aus der Skizze entnimmt man den zweiten Strahlensatz für die abgebrochene Ecke :
y10-x=q10.
Durch Multiplikation dieser Gleichung mit (10-x) erhält man y (Nebenbedingung):
y=q10-x10
und leicht vereinfacht:
y=q(1-x10).
Dies setzt man in der Gleichung des Flächeninhalts für y ein und erhält die Zielfunktion:
Aq(x)=(40-x)(30-q(1-x10)).

Wenn man nun q=6 einsetzt, erhält man:
A6(x)=(40-x)(24+35x),
was der von Dir gegebenen Gleichung entspricht.

Gut soweit. Nun sollst Du für alle drei q den maximalen Flächeninhalt des neuen Rechtecks bestimmen. Wie das geht, ist klar?

Gruß - Kalle.
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