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Flächenteilung

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Tags: Fläche zwischen 2 Funktionen, Integra, Verhältnis

 
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IchTeileDurchNull

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19:11 Uhr, 19.11.2021

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Die Fläche zwischen den Geraden f(x)=3-(1/2)x und g(x)=(3/2)x-3 und der y-Achse soll im Verhältnis 8:1 durch eine senkrechte Gerade x=a geteilt werden. Welchen Wert muss a annehmen?

Bisherige Rechnung:

f(x)= 3-(1/2)x
g(x)= (3/2)x-3

03f(x) = 6,75

23f(x) = 0,75

6,75 FE - 0,75 FE = 6 FE

Jetzt habe ich die schwierigkeit die Gerade so reinzulegen das die Aufteilung im Verhältnis 8:1 geschieht. Die Fläche müsste doch dann so gewählt werden, dass sie 6/9 FE beträgt.

Wäre für jede Hilfe dankbar !

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

DrBoogie aktiv_icon

19:30 Uhr, 19.11.2021

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a muss 0a(f-g)dx=8a3(f-g)dx erfüllen oder umgekehrt 80a(f-g)dx=a3(f-g)dx.
Du musst jetzt beide Integrale in Abhängigkeit von a berechnen.
Antwort
HAL9000

HAL9000

19:35 Uhr, 19.11.2021

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Schauen wir zunächst mal, wo sich die beiden Geraden treffen: f(x)=g(x) führt zu x=3, wir haben somit ein Dreieck mit den Eckpunkten

(0,-3), (0,3) und (3,3/2) .

Gerade x=a mit 0<a<x teilt rechts ein zum Gesamtdreieck ähnliches Dreieck ab, und zwar mit Ähnlichkeitsfaktor 3-a3, dessen Flächeninhalt hat daher Anteil (3-a3)2 vom Flächeninhalt des Gesamtdreiecks.

Gefordert ist Flächenverhältnis 8 : 1 , d.h., es muss (3-a3)2=18+1 für diesen Flächenanteil dieses rechten Teildreiecks gelten, umgestellt ergibt das a=2.


EDIT: Mit DrBoogies alternativer Betrachtung 1 : 8 könnte es natürlich auch (3-a3)2=88+1 sein. Aber bei der Vorliebe der Aufgabensteller für ganze, oder doch zumindest rationale Lösungen denke ich eher nicht, dass diese Variante gemeint ist. ;-)
Antwort
Roman-22

Roman-22

20:02 Uhr, 19.11.2021

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@IchTeileDurchNull
Nein, mach das lieber nicht! ;-)

Zwei unterschiedliche Lösungverfahren, wie man die Aufgabe rechnen kann, wurden dir ja schon genannt.
Ich möchte daher nur auf deinen Denkfehler eingehen und eine Visualisierung beisteuern.
Abgesehen davon, dass du beim zweiten Integral f anstelle von g schreibst, liegt dein Denkfehler darin, dass du auch die x-Achse als Grenze des zu betrachtenden Bereichs annimmst. Davon steht aber nichts in der Angabe - es geht um die Fläche, die von den beiden Geraden und der y-Achse begrenzt wird.
Hier links die Fläche, die du angenommen und berechnet hast und rechts die Fläche, die sich aus dem Angabetext ergibt inklusive der beiden beiden Lösungs-Senkrechten, wobei ich auch für a=2 votiere - auch weil die Schreibweise 8:1 nahelegt, dass die linke Fläche die größere sein sollte:
B

Frage beantwortet
IchTeileDurchNull

IchTeileDurchNull aktiv_icon

00:41 Uhr, 21.11.2021

Antworten
Wow erstmal vielen Dank an alle für die super schnellen Antworten :-)

Diese waren noch dazu unglaublich hilfreich, und auch der Hinweiß auf meinen Denkfehler mit der X-Achse war extrem hilfreich. Konnte die Aufgabe nun lösen vielen lieben Dank :-)