Wiki-Quellcode von Lösung Fluß

Version 13.1 von akukin am 2024/01/17 14:24

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1 [[image:Fluss.PNG||width="280" style="float: right"]]
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3 __Gegeben:__ {{formula}} \overline{AD}= 500\text{m}; \overline{BC}= 1000\text{m};{{/formula}}
4 Geschwindigkeit von {{formula}}A{{/formula}} nach {{formula}}D{{/formula}}: {{formula}}v_{AD}= 50 \frac{\text{m}}{\text{min}}{{/formula}};
5 Geschwindigkeit von {{formula}}D{{/formula}} nach {{formula}}C{{/formula}}: {{formula}}v_{DC}= 300 \frac{\text{m}}{\text{min}{{/formula}}
6
7 __Gesucht:__ {{formula}}x{{/formula}}
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9 Da der Sportler den Weg von {{formula}}D{{/formula}} zu {{formula}}C{{/formula}} 6 mal so schnell zurücklegt, wie den von {{formula}}A{{/formula}} zu {{formula}}D{{/formula}}, lautet die Hauptbedingung:
10 {{formula}}S = 6 \cdot \overline{AD} + \overline {DC}{{/formula}}
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12 Die Nebenbedingungen lauten:
13 {{formula}}\overline{AD}= \sqrt{500^2+x^2}{{/formula}}
14 {{formula}}\overline{DC}= 1000 - x{{/formula}}
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16 Somit lautet die Zielfunktion:
17 {{formula}}S(x)= 6 \cdot \sqrt{500^2+x^2} + 1000 - x {{/formula}}
18
19 mit den Ableitungen
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21 {{formula}}S'(x)= \frac{6x}{\sqrt{500^2+x^2}}-1{{/formula}}
22 {{formula}}S''(x)= 6x \bigl(-\frac{1}{2}(500^2+x^2)^{-\frac{3}{2}}\cdot 2x \bigl) + 6(500^2+x^2)^{-\frac{1}{2}}{{/formula}}
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24 Durch die notwendige Bedingung {{formula}}S'(x)=0{{/formula}} ergibt sich
25 {{formula}}
26 \begin{align*}
27 \frac{6x}{\sqrt{500^2+x^2}}-1=0 \mid +1\\
28 \frac{6x}{\sqrt{500^2+x^2}}= 1 \mid \cdot \sqrt{500^2+x^2}\\
29 6x = \sqrt{500^2+x^2} \mid ()^2 \\
30 36x^2= 500^2+x^2 \mid -x^2 \\
31 35x^2 = 500^2 \mid :35 \\
32 x^2 = \frac{500^2}{35} \mid \sqrt \\
33 x_1,2 = \pm \frac{100\sqrt{35}}{7}
34 \end{align*}
35 {{/formula}}