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Wie stelle ich diese Funktionen auf?

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Mathefrage1223

Mathefrage1223

01:35 Uhr, 27.06.2025

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Auf zwei sich unter 90° schneidenden Straßen bewegen sich die Kraftfahrzeuge A und B in Richtung der Kreuzung. A fährt mit 80 km/h und ist 800m von der Kreuzung entfernt, B hat die Geschwindigkeit 70 km/h und ist 400m von der Kreuzung entfernt. Wie groß ist der kleinste Abstand (Luftlinie) zwischen beiden Fahrzeugen.

a) Geben Sie die zu minimierende Abstandsfunktion an. b) Geben Sie einen Term an, der den Zeitpunkt des kleinsten Abstand beschreibt.

c) Geben Sie einen Term an, der den kleinsten Abstand beschreibt

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich benötige bitte nur das Ergebnis und keinen längeren Lösungsweg."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Antwort
Roman-22

Roman-22

02:49 Uhr, 27.06.2025

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Erstmal solltest du uns verraten, wie du dir Situation in einem Koordinatensystem positioniert vorstellst. Wie sind die Koordinaten von A zum Zeitpunkt t=0, wie jene von B.
Du kannst das nach Belieben modellieren, aber ich denke, dass sich die x- und y-Achse als "Straßen" anbieten.
Wenn du dich dann für die Ausgangsposition der beiden Autos entschieden hast, must du für jedes einen Term bzw. eine Funktion aufstellen, welche angibt, wo sich der Wagen abhängig von der Zeit t befindet.
Dann kannst du leicht für jeden Zeitpunkt den Abstand ermitteln und gegebenenfalls minimieren (Ableitungsfunktion Null setzen und nach t lösen)

Warum bei b) und c) "Terme" gefordert sind, erschließt sich mir nicht ganz. Soll das etwa eine Umschreibung dafür sein, dass etwa bei c) nicht der Näherungswert 225,77m gewünscht ist, sondern der exakte Ausdruck 2400113m? Allerdings ist ja auch 225,77m ein Term.
Warum wird nicht einfach nach dem kleinstmöglichen Abstand und dem Zeitpunkt (zu deiner Kontrolle: 3312113s29,31s), zu dem dieser erreicht wird, gefragt?
Mathefrage1223

Mathefrage1223

13:02 Uhr, 27.06.2025

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d(t)=(800-803.6t)2+(400-703.6t)2

Diese Funktion habe ich jetzt für a) aufgestellt. Wäre das richtig?
Antwort
ledum

ledum aktiv_icon

13:19 Uhr, 27.06.2025

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Hallo
Ja richtig, und denk dran die Wurzel ist maximal oder minimal, wenn ihr Inhalt maximal oder minimal ist das vereinfacht die Rechnung.
Gruß ledum
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Roman-22

Roman-22

14:52 Uhr, 27.06.2025

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> Diese Funktion habe ich jetzt für a) aufgestellt. Wäre das richtig?

Ich vermisse zwar schmerzlich die Angabe von Einheiten, bin mir aber bewusst, dass es im Schulbereich leider üblich ist, diese bei Gleichungen und Funktionen "der Bequemlichkeit halber" zu ignorieren. Meiner Meinung nach ist das zwar nicht gar so bequem, dafür aber eine unnötige Fehlerquelle, aber so ist es eben.

Deine Funktion ist also korrekt, wenn du noch dazu sagst, dass t dabei unbedingt in 'Sekunden' anzugeben ist und das Ergebnis in der Einheit 'Meter' zu interpretieren ist.
Mathefrage1223

Mathefrage1223

16:17 Uhr, 27.06.2025

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b)tmin=800803,6+400703,6(803,6)2+(703,6)2

c)dmin=(800-803,6tmin)2+(400-703,6tmin)2

Ohne Einheiten finde ich es übersichtlicher, aber du hast recht.

Habe ich für b) und c) die richtigen Terme aufgestellt?

Ich hätte noch eine kleine Anmerkung, die ich auch schon vorher hätte sagen können. In der Aufgabe geht es viel mehr darum, die Terme aufzustellen, denn man darf keinen Taschenrechner benutzen. Ohne Taschenrechner wäre es ziemlich schwer und aufwändig, diese Terme zu lösen.
Antwort
Roman-22

Roman-22

16:59 Uhr, 27.06.2025

Antworten
Das Verbot der Verwendung eines Taschenrechners erklärt die sonst eigenartig wirkende Forderung nach der Angabe eines Terms.

Und ja, deine Terme sind richtig. Da du ja übst und nicht in der Prüfungssituation bist, könntest du ja mit einem TR kontrollieren, ob du die Werte rausbekommst, die ich in meiner Antwort oben schon genannt hatte.

Und dein Term zu b) liefert tatsächlich 29,31 (Zeit in Sekunden) jener zu c) ergibt 225,773 (Minimaldistanz in Meter).

Ich würde die korrekten Einheiten bei der Angabe der Lösungsterme noch dazu schreiben, um Missverständnisse zu vermeiden.
Frage beantwortet
Mathefrage1223

Mathefrage1223

19:10 Uhr, 27.06.2025

Antworten
Ich danke euch für eure Hilfe.