Zum Inhalt springen

Änderungen von Dokument Lösung Fenster

Zuletzt geändert von akukin am 2024/01/18 10:51
Von Version 15.1
bearbeitet von akukin
am 2024/01/13 22:32
Änderungskommentar: Es gibt keinen Kommentar für diese Version
Auf Version 9.1
bearbeitet von akukin
am 2024/01/13 21:09
Änderungskommentar: Es gibt keinen Kommentar für diese Version

Zusammenfassung

Details

Seiteneigenschaften
Inhalt
... ... @@ -1,17 +1,17 @@
1 -[[image:Kirchenfenster.PNG||width="300" style="float: right"]]
1 +[[image:Kirchenfenster.PNG||width="250" style="float: right"]]
2 2  
3 3  Für den Flächeninhalt und Umfang des Rechtecks und Halbkreises gilt:
4 4  
5 5  {{formula}}A_{Rechteck} = x \cdot y{{/formula}}
6 -{{formula}}A_{Halbkreis} = \pi \bigl(\frac{1}{2}y \bigl)^2 \cdot \frac{1}{2}{{/formula}} {{formula}}A_{Kreis}= \pi \cdot r^2{{/formula}}
6 +{{formula}}A_{Halbkreis} = \pi \Bigl(\frac{1}{2}y \Bigl)^2 \cdot \frac{1}{2}{{/formula}} {{formula}}A_{Kreis}= \pi \cdot r^2{{/formula}}
7 7  {{formula}} U_{Rechteck} = 2x+y {{/formula}}
8 -{{formula}}U_{Halbkreis} = 2\pi \bigl(\frac{1}{2}y \bigl) \cdot \frac{1}{2}{{/formula}} {{formula}}U_{Kreis}=2\pi r{{/formula}}
8 +{{formula}}U_{Halbkreis} = 2\pi \Bigl(\frac{1}{2}y \Bigl) \cdot \frac{1}{2}{{/formula}} {{formula}}U_{Kreis}=2\pi r{{/formula}}
9 9  
10 10  Die Hauptbedingung lautet
11 -{{formula}}L= x\cdot y \cdot 0,9 + \pi \cdot \bigl(\frac{1}{2}y \bigl)^2 \cdot \frac{1}{2} \cdot 0,7{{/formula}}.
11 +{{formula}}L= x\cdot y \cdot 0,9 + \pi \cdot \Bigl(\frac{1}{2}y \Bigl)^2 \cdot \frac{1}{2} \cdot 0,7{{/formula}}.
12 12  
13 13  Die Nebenbedingung lautet
14 -{{formula}} U= 2x + y + 2\pi \bigl(\frac{1}{2}y \bigl) \cdot \frac{1}{2} = 3,5 {{/formula}}.
14 +{{formula}} U= 2x + y + 2\pi \Bigl(\frac{1}{2}y \Bigl) \cdot \frac{1}{2} = 3,5 {{/formula}}.
15 15  
16 16  Nach Umstellen der Nebenbedingung nach {{formula}}x{{/formula}} ergibt sich
17 17  {{formula}}x = - \frac{1}{2}y - \frac{\frac{1}{2}\pi y}{2}+1,75{{/formula}}
... ... @@ -20,33 +20,20 @@
20 20  
21 21  {{formula}}
22 22  \begin{align*}
23 -L(y) &= \Bigl(-\frac{1}{2}y-\frac{\frac{1}{2}\pi y}{2}+1,75\Bigl)\cdot y \cdot 0,9 +\pi \cdot \bigl(\frac{1}{2}y \bigl)^2 \cdot \frac{1}{2} \cdot 0,7\\
23 +L(y) &= \Bigl(-\frac{1}{2}y-\frac{\frac{1}{2}\pi y}{2}+1,75\Bigl)\cdot y \cdot 0,9 +\pi \cdot \Bigl(\frac{1}{2}y \Bigl)^2 \cdot \frac{1}{2} \cdot 0,7\\
24 24  &=-0,45y^2-0,225\piy^2+0,0875\pi y^2+1,575y
25 25  \end{align*}
26 26  {{/formula}}
27 27  
28 -mit den ersten beiden Ableitungen
28 +Mit den ersten beiden Ableitungen
29 29  {{formula}}L'(y)= -0,9y-0,45 \pi y+ 0,175 \pi y+ 1,575{{/formula}}
30 30  {{formula}}L''(y)\approx -1,76{{/formula}}.
31 31  
32 32  Durch die notwendige Bedingung {{formula}}L'(y)=0{{/formula}} ergibt sich
33 33  {{formula}}0=-0,9y-0,45 \pi y+ 0,175 \pi y+ 1,575{{/formula}}
34 -und somit folgt nach Umstellen {{formula}}y\approx 0,893{{/formula}}.
34 +und somit folgt nach Umstellen{{formula}}y\approx 0,893{{/formula}}.
35 35  
36 -Nun muss noch die hinreichende Bedingung ({{formula}}L''(y) \neq 0{{/formula}}) geprüft werden:
37 -
36 +Nun muss noch die hinreichende Bedingung ({{formula}}L''(y) \neq 0{{/formula}}) geprüft werden
38 38  {{formula}}L''(0,893)\approx -1,76 <0 \rightarrow{{/formula}} Maximum
39 39  
40 -An den Randwerten des Definitionsbereiches {{formula}}D=]0;\frac{4}{\pi +1}]{{/formula}} erhält man
41 -{{formula}}L(0)=0{{/formula}} und {{formula}}L(\frac{4}{\pi+1})\approx 0,698{{/formula}}.
42 42  
43 -Demnach liegt bei {{formula}}y \approx 0,893{{/formula}} ein globales Maximum vor, denn {{formula}}L(0,893)\approx 0,703 > L(\frac{4}{\pi+1})\approx 0,698{{/formula}} (und {{formula}}L(0,893)>L(0)=0{{/formula}}).
44 -
45 -Für {{formula}}x{{/formula}} ergibt sich also
46 -{{formula}}x= -\frac{1}{2}\cdot 0,893- \frac{\frac{1}{2}\pi \cdot 0,893}{2}+1,75 \approx 0,60{{/formula}}
47 -
48 -Schlussendlich erhält man
49 -{{formula}}A_{Rechteck, max}=0,6 \cdot 0,893 = 0,5358{{/formula}}m^^2^^
50 -{{formula}}A_{Haklkreis, max}= \pi \cdot (\frac{1}{2}\cdot 0,893)^2\cdot \frac{1}{2} \approx 0,31{{/formula}}m^^2^^
51 -und damit
52 -{{formula}}A_{ges,max}= 0,5358{{/formula}}m^^2^^ {{formula}}+0,31{{/formula}}m^^2^^ {{formula}}=0,8458{{/formula}}m^^2^^