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Maximales Volumen einer Regentonne?

Schüler Gymnasium,

Tags: Ableitung, Kurvendiskussion, maximales Volumen

 
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solex

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17:31 Uhr, 15.12.2016

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Eine Regentonne (Zylinder) ohne Deckel/oben offen soll ein maximales Volumen besitzen.
a) Wie sind die Abmessungen zu wählen, wenn 2m2 Material je Regentonne zur Verfügung stehen?
b) Lösen sie die Aufgabe allgemein.

Ich habe bereits erkannt:
die Hauptbedingung lautet: V=PI r2h
und die Nebenbedingung lautet: 2m2=2 PI r(r+h)

Ich bin mir nicht sicher wie ich diese Bedingungen einsetzen soll um die Gleichungen so umformen zu können, dass ich anschließend den x-wert des Hochpunkts berechnen kann, der das maximale Volumen angibt.

Vielen Dank im Voraus!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Ableitung (Mathematischer Grundbegriff)
Differenzenquotient (Mathematischer Grundbegriff)
Differenzierbarkeit (Mathematischer Grundbegriff)
Ableitung einer Funktion an einer Stelle (Mathematischer Grundbegriff)
Ableitungsfunktion (Mathematischer Grundbegriff)
Ableitungsregeln (Mathematischer Grundbegriff)
Kurvendiskussion (Mathematischer Grundbegriff)
Kugel (Mathematischer Grundbegriff)
Kegel (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Atlantik

Atlantik aktiv_icon

17:40 Uhr, 15.12.2016

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Die Regentonne ist oben offen:

V=r2Πh soll maximal werden.

Materialbedarf: Fläche Boden (r2Π) und der Mantel (2rΠh)



r2Π+2rΠh=2 nach h auflösen und in V=r2Πh einsetzen

...


mfG

Atlantik

solex

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17:48 Uhr, 15.12.2016

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Danke, dass leuchtet mir sehr gut ein!
Nur bin ich mir gerad unsicher beim umformen.
2= PI r2+2 PI rh, kann ich jetzt einfach :h und dann 2 rechnen oder wie komme ich zu h=...

Danke im Voraus
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Atlantik

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18:04 Uhr, 15.12.2016

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r2Π+2rΠh=2|-r2Π

2rΠh=2-r2Π|:2rΠ

h=2-r2Π2rΠ

mfG

Atlantik


solex

solex aktiv_icon

18:15 Uhr, 15.12.2016

Antworten
Nun habe ich V= PI r2 (2-r^2*PI)/(2* PI r). Jetzt kürzen oder wie umformen, damit ich eine Funktion bekomme von der ich den x-Wert des Hochpunkts berechnen kann?

Oh man diese neue Art von Aufgaben fallen mir noch echt schwer.

Danke im Voraus.
Antwort
Atlantik

Atlantik aktiv_icon

18:39 Uhr, 15.12.2016

Antworten
V=r2Πh

h=2-r2Π2rΠ

V=r2Π2-r2Π2rΠ=r2Π(2-r2Π)2rΠ=r(2-r2Π)2=r-r32Π

...
mfG
Atlantik
solex

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19:15 Uhr, 15.12.2016

Antworten
Danke! Die Ableitung wär dann V'(r)=1-(3r22) PI oder?
Muss ich dann V=2 setzen und nach r umformen oder wie löse ich den Rest der Aufgabe? Noch kann ich ja den x-Wert des Hochpunkts nicht berechnen... oder?

Wow ich schäme mich ja schon
Antwort
Atlantik

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19:36 Uhr, 15.12.2016

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[r-r32Π] ´ =1-32r2Π


Ableitung =0 setzen, nicht =2


1-32r2Π=0

r=... bei h=... einsetzen Vmax=...

mfG

Atlantik
solex

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19:53 Uhr, 15.12.2016

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Ich habe für r=(23/ PI) raus und für h ungefähr 1,39. Ist dies richtig? Für Vmax hab ich dann ungefähr 0,20m3 raus.
Vielen Dank schon mal für deine Hilfe - unbezahlbar!

2016-12-15 19-52-19.154
solex

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20:11 Uhr, 15.12.2016

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mir fällt auf ich hab die Wurzel bei r=.. vergessen, aber auch so scheint da irgendwas nicht zu stimmen :(
Hilfe bitte
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Enano

Enano

01:40 Uhr, 16.12.2016

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Ja, du hast vergessen, die Wurzel zu ziehen.
Wie kommst du darauf, dass nach dem radizieren noch immer irgend etwas nicht stimmt?
Frage beantwortet
solex

solex aktiv_icon

16:27 Uhr, 16.12.2016

Antworten
Schon gut. Vielen Dank nochmal für die Hilfe!