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Forum "Extremwertprobleme" - V(max) Bestimmungsgleichung
V(max) Bestimmungsgleichung < Extremwertprobleme < Differenzialrechnung < Analysis < Oberstufe < Schule < Mathe < Vorhilfe
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V(max) Bestimmungsgleichung: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:43 Mo 17.01.2005
Autor: Pompeius

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.


hi an alle mathe und nicht-mathefreaks, die mir villeicht bei meinem kleinen problem helfen könnten...

Also: es geht um ein 3d rechteck, also sozusagen ein kasten ;-) ...und vom diesem kasten muss ich das möglichst größte volumen ausrechnen...

ich weiß :

das alle seiten insgesamt einen umfang von 36m ergeben  (U=36)

dann weiß ich noch das b=2a ist

die formel :  Vm=a*b*h

meine lösungsansätze:

1. b-2a=0 --> bin net ganz sicher, ob das so stimmt...

2. 36=4a+4b+4h

mein problem:

ich hab nur 2 bestimmungsgleichung aber ich bräuchte doch drei!?

ich komme echt nicht weiter...ich wär maga dankbar, wenn mir einer helfen könnte!!!

danke schon mal



        
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 16:12 Mo 17.01.2005
Autor: Fugre


> Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.
>
>
> hi an alle mathe und nicht-mathefreaks, die mir villeicht
> bei meinem kleinen problem helfen könnten...
>  
> Also: es geht um ein 3d rechteck, also sozusagen ein kasten
> ;-) ...und vom diesem kasten muss ich das möglichst größte
> volumen ausrechnen...
>  
> ich weiß :
>  
> das alle seiten insgesamt einen umfang von 36m ergeben  
> (U=36)
>  
> dann weiß ich noch das b=2a ist
>  
> die formel :  Vm=a*b*h
>  
> meine lösungsansätze:
>  
> 1. b-2a=0 --> bin net ganz sicher, ob das so stimmt...

[ok] , sieht aber komisch aus und du kannst nicht so viel damit machen.
Was hältst du von: $b=2a$ ?

>  
> 2. 36=4a+4b+4h
>

[ok]
Jo, sieht auch gut aus

Aber wir können (1) ja noch mit einbauen:
$ 36=4a+8a+4h $
$ 36=12a+4h $

> mein problem:
>  
> ich hab nur 2 bestimmungsgleichung aber ich bräuchte doch
> drei!?
>  

Nö, brauchst du nicht ;-)
3 bräuchtest du nur, wenn du alle sie fest bestimmen wolltest.
Das willst du ja gar nicht.

> ich komme echt nicht weiter...ich wär maga dankbar, wenn
> mir einer helfen könnte!!!
>  
> danke schon mal
>
>
>  

Hallo Pompeius,

also machen wir mal kurz weiter!
$ V(a,b,h)=a*b*h $

(1) $b=2a$
(2) $36=4a+4b+4h$

Wir setzen (1) in (2) ein und erhalten (3):
(3) $36=4a+8a+4h=12a+4h$
Lösen wir jetzt nach h auf:
$4h=36-12a$
$h=9-3a$

Jetzt setzen wir in die Volumenformel ein:
$V(a,b,h)=a*b*h$
Wir setzen (1) ein und haben dadurch nur noch 2 Funktionsvariable:
$V(a,h)=a*2a*h$

Wenn du jetzt noch (3) einbaust, so hast du nur noch eine und die Aufgabe ist so gut wie gelöst.

Ich hoffe, dass ich dir helfen konnte. Sollte etwas unklar sein, so frag bitte nach.

Liebe Grüße
Fugre


Bezug
                
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 03:45 Di 18.01.2005
Autor: Pompeius

hallo!

erstmal danke nochmal für eure hilfe das ist echt mega klasse!!

hab jetzt auch eine lösung raus, mal sehen, ob die stimmt...bezweifel ich ein bissel aber hier sehen das sicher 90% der user auf einen blick :-) ...
also :

meine drei netten bestimmungsgleichungen lauten:

1.  b=2a

2.  36=4a+4b+4h

3.  36=4a+8b+4h  <----- danke an Fugre

     h=9-3a


Ich habe eingesetzt in die formel:

Vm=a*b*h   <----->  V= a * 2a * 9 - 3a  ( sieht irgendwie komisch aus..)

V=a*2a*(-27a)

und jetzt hab ich das alles einfach so zusammengerechnet...bitte nicht lachen ;-)

und habe jetzt als ergebnis :  [mm] V=-54a^3 [/mm] ...es muss ja auch hoch 3 sein??!!

danke schon mal ! ! ! !







Bezug
                        
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 08:26 Di 18.01.2005
Autor: Nimue


> hallo!
>  
> erstmal danke nochmal für eure hilfe das ist echt mega
> klasse!!
>  
> hab jetzt auch eine lösung raus, mal sehen, ob die
> stimmt...bezweifel ich ein bissel aber hier sehen das
> sicher 90% der user auf einen blick :-) ...
>  also :
>  
> meine drei netten bestimmungsgleichungen lauten:
>  
> 1.  b=2a
>  
> 2.  36=4a+4b+4h
>  
> 3.  36=4a+8b+4h  <----- danke an Fugre
>  
> h=9-3a
>  
>
> Ich habe eingesetzt in die formel:
>  
> Vm=a*b*h   <----->  V= a * 2a * 9 - 3a  ( sieht irgendwie

> komisch aus..)

Ist ja auch ein kleiner Fehler drin.... :-) Du hast die Klammern um (9-3a) vergessen.

> V=a*2a*(-27a)
>  
> und jetzt hab ich das alles einfach so
> zusammengerechnet...bitte nicht lachen ;-)
>  
> und habe jetzt als ergebnis :  [mm]V=-54a^3[/mm]

Es sieht wegen der vergessenen Klammer ein wenig anders aus.

>...es muss ja auch hoch 3 sein??!!

Da hast du absolut recht, da du ja ein Volumen bestimmst. Weißt du, wie du mit dieser Gleichung weiterrechnest?

Gruß
Nimue

Bezug
                                
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:37 Di 18.01.2005
Autor: Pompeius

ich muss noch weiterrechnen??

ist [mm] V=-54a^3 [/mm]  nicht schon die lösung??

was ist eigentlich mit V´ ?  

bis dann

Bezug
                                        
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:47 Di 18.01.2005
Autor: Nimue

Hi

Ich weiß nicht, ob die Klammern immer noch nicht hingesetzt hast, oder ob du dich verrechnet hast.

Also: [mm] V=2a*a*(9-3a)=2a*a*9-2a*a*3a=18a^2-6a^3[/mm]

Nun ist deine Aufgabe das Volumen zu maximieren. Du hast also eine Funktion (Polynom dritten Grades), die von einer unbekannten (a) abhängt. Und dieses a ist, soweit ich die Aufgabe richtig verstanden habe, gesucht.
Gruß
Nimue

Bezug
                                                
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: Frage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:49 Di 18.01.2005
Autor: Pompeius

hi danke für deine schnelle antwort... ich glaub jetzt hab ich es wirklich :-)

also:

Vm = a*2a*(9-3a)  

jetzt löse ich die klammer auf :  [mm] V=18a^2 [/mm] - [mm] 6a^3 [/mm]  --> vielen dank an Nimue

ich würde das jetzt also ableiten und null setzten :

V´= 36a - [mm] 18a^2 [/mm]

V´= [mm] -18a^2 [/mm] + 36a  --->  N1 = (2/0)
                                       N2 = (0/0)

die "2" pack ich also in die ausgangsgleichung und erhalte V = 24 , V = 0

ist 24 jetzt das gösst mögliche maximalvolumen?

p.s
bin in mathe eigentlich recht gut, ist mein bestes fach...aber unser lehrer gibt uns immer transferaufgaben...wie haben erst gerade gelernt, wie man extrempunkte einer kurve berechnet und dann so etwas :-)  ...ich hoffe das stimmt jetzt so... *g*






Bezug
                                                        
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: Typ Extremwert überprüfen!!
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:28 Di 18.01.2005
Autor: Loddar

Hallo Pompeius!


> Vm = a*2a*(9-3a)  
> jetzt löse ich die klammer auf :  [mm]V=18a^2[/mm] - [mm]6a^3[/mm]  >  

> ich würde das jetzt also ableiten und null setzten :
> V´= 36a - [mm]18a^2[/mm]
> V´= [mm]-18a^2[/mm] + 36a  --->  N1 = (2/0)

>                                         N2 = (0/0)

[daumenhoch]
Bis hierher ist alles ok!
Auch wenn die Darstellung mit N1(2|0) und N2(0|0) etwas ungewöhnlich ist bei einer Ableitung ...


> die "2" pack ich also in die ausgangsgleichung und erhalte
> V = 24 , V = 0
>  
> ist 24 jetzt das gösst mögliche maximalvolumen?

[daumenhoch], wenn ...

... an der Stelle $a=2$ auch wirklich ein (relatives) Maximum vorliegt.

Dies' mußt Du noch überprüfen, indem Du diesen Wert noch in die 2. Ableitung einsetzt. Es muß gelten (für ein Maximum): [mm] $f''(x_E) [/mm] < 0$ !!


Alternativ kannst Du auch einen Vorzeichenwechsel in der 1. Ableitung an der entsprechenden Stelle von "+" nach "-" zeigen ...


Erst dann wissen wir sicher, daß sich bei [mm] $a_E [/mm] = 2$ auch wirklich ein (relatives) Maximum ist, und damit $V = 24 \ [V.E.]$ unser maximales Volumen ...


Alle Klarheiten beseitigt ;-) ??
Bitte mach' das mal für die 2. Ableitung und melde Dich nochmal (wenn Du möchtest) ...

Grüße
Loddar



Bezug
                        
Bezug
V(max) Bestimmungsgleichung: weiterer kleiner Fehler?
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:06 Di 18.01.2005
Autor: Disap


> hallo!
>  
> erstmal danke nochmal für eure hilfe das ist echt mega
> klasse!!
>  
> hab jetzt auch eine lösung raus, mal sehen, ob die
> stimmt...bezweifel ich ein bissel aber hier sehen das
> sicher 90% der user auf einen blick :-) ...
>  also :
>  
> meine drei netten bestimmungsgleichungen lauten:
>  
> 1.  b=2a
>  
> 2.  36=4a+4b+4h
>  
> 3.  36=4a+8b+4h  <----- danke an Fugre
>  

mit dem einsetzen von b würde man für drittens bekommen
36=4a+4(2a)+4h
36=4a+8a+4h

Du schriebst 8b statt 8a.

Grüße Disap

Bezug
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