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Kleinstmögliche Hypothenuse im Dreieck mit vorgeg.

Schüler Berufsoberschulen, 11. Klassenstufe

Extremwertaufgabe

Tags: Dreieck, Extremwertaufgabe, Kathete, Länge

 
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Daniwild

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19:10 Uhr, 25.03.2010

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Aufgabe:

Die Katheten eines rechtwinkligen Dreiecks haben eine Gesamtlänge von 15cm.
Wie sind ihre Längen zu wählen damit die der Hypothenuse möglichst klein wird?


So wenn man das Dreieck mit a,b,c beschriftet und c die Hypothenuse ist weiss man ja das

a+b=15

daraus ergibt sich

b=15-a

c2=a2+b2c2=a2+(15-a)2

daraus ergibt sich wie folgt

c2=a2+(30a2-30a+225)

Wenn ich dann mit der Mitternachtsformel a1,2 ausrechne kommt jeweils 30 dabei heraus.

Was muss ich nun tun?

Ich habe schon diverse Rechnungen hinter mir und kam auch schon auf ein Ergebnis mit a=9,52 und b=5,48.
Das ergibt laut einer Zeichnung aber nicht die kleinstmögliche Hypothenuse.

BITTE DEN RICHTIGEN WEG ZEIGEN.


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:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Antwort
mathemaus999

mathemaus999

19:39 Uhr, 25.03.2010

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Hallo,

du hast ja schon weitgehend alles richtig gemacht. Du hast b mithilfe von a dargestellt und dann die Länge der Hypotenuse berechnet.
Für diese gilt allerdings nicht das, was du berechnet hast, sondern

c2=2a2-30a+225

Die Hypotenuse ist dann am kürzesten, wenn ihr Quadrat am kürzesten ist.
Die Länge der Hypotenuse ist eine Funktion von a, von dieser Funktion suchst du den kleisten Wert, also den Tiefpunkt. Du musst also die Ableitung bilden.

c2'=4a-30

Die Ableitung wird 0, für a=7,5.

Die beiden Katheten müssen also beide gleich lang sein, nämlich 7,5 cm.

Die Länge der Hypotenuse kannst du dann alleine bestimmen.

Grüße
Daniwild

Daniwild aktiv_icon

19:51 Uhr, 25.03.2010

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Ok jetzt kann ich es fast nachvollziehen.


ABER:

c2=2a2-30a+225

Warum?

OK, ich weiss nun das b2=a2-30a+225 ist.

Aber warum darf man dann schreiben.

c2=2a2-30a+225


Ist IMMER davon auszugehen das bei einem rechtwinkligen Dreieck in diesem Falle die Seiten gleich lang sind und deswegen 2( der errechnete Wert) herauskommt.
Antwort
Spieler5

Spieler5 aktiv_icon

19:55 Uhr, 25.03.2010

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du weißt ja was b2 ist, dazu wird noch a2 addiert,

da b2 den Summanden a2 enthält, kann man a2+a2=2a2 ausrechnen.
Frage beantwortet
Daniwild

Daniwild aktiv_icon

19:59 Uhr, 25.03.2010

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Ja stimmt.
Blockade.

Und an das Ableiten um das Minimum zu bestimmen habe ich auch nicht mehr gedacht.

DANKE

Ihr seid TOP.