Extremwertprobleme mit Nebenbedingung?

2 Antworten

Hallo,

ich rechne mal in Dezimetern, dann muss ich weniger Nullen schreiben.

Ich lege ein Koordinatensystem so fest:

x-Achse ist die untere Kante,

y-Achse ist die linke Kante des Spiegels.

Die schräge Kante wird durch g(x)=mx+b beschrieben.

g(0)=8=m•0+b=b

g(4)=10=m•4+8 --> m=0,5

g(x)=0,5x+8

Nun muss das Rechteck bestimmt werden. Denk dir einen Punkt P(x|g(x)) auf der Geraden g. Von dem schneidest du nach unten zur x-Achse und nach rechts zur senkrechten Spiegelkante.

Der Flächeninhalt des neuen Rechtecks ist dann

A=(4-x)•g(x)

A(x)=(4-x)•(0,5x+8)

Das entspricht einer nach unten geöffneten Parabel, von der du den Hochpunkt bestimmen musst.

A(x)=-0.5x²-6x+32

A'(x)=-x-6=0 --> x=-6

Das liegt außerhalb der Definitionsmenge {x|0<x<4}.

Es könnte also ein Randmaximum vorliegen.

A(0)=4•8=32

A(4)=0

Damit sollte das obere Dreieck vollständig abgeschnitten werden, damit der maximal mögliche Flächeninhalt 32dm²=3200cm² erreicht wird.

🤓

Hier noch eine kleine Animation:

https://www.desmos.com/calculator/ahmqzlpa2f

Woher ich das weiß:Berufserfahrung – Unterricht am Gymnasium
idontknow455 
Fragesteller
 16.09.2023, 14:41

Was ist gemeint mit g(0) ?

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EdCent  16.09.2023, 14:46
@idontknow455

Hast du so schnell schon das Koordinatensystem eingezeichnet?

Dann müsstest du erkennen, dass die Gerade durch den Punkt (0|8) verläuft.

g(x)=y, also

g(0)=8

Oder kennst du die Schreibweise f(x) nicht?

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Gradengleichung g(x) der Bruchkante enthält die Nebenbedingung.

A = x*g(x) ist dann die Zielfunktion.

Hier Extrema bestimmen (mögliche Randextrema beachten)

idontknow455 
Fragesteller
 16.09.2023, 14:12

Kannst du das vielleicht etwas weiter ausführen genauer? Verstehe noch garnicht

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Wechselfreund  16.09.2023, 14:15
@idontknow455

Lass die Gerade in der linken oberen Ecke beginnen:

g(0) = 100, g(40) = 80

g(x) = -1/2x+80

A(x) = x*(-1/2x+80)

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