Ich habe das Volumen (V =1 Liter) von Konservendosen. Wie ist das Blech zu dimensionieren, damit möglichst wenig Blech hergestellt wird ????
Zielfunktion ist schätz ich mal folgende: Oberfäche = 2 * r² * Pi + 2 * r * Pi * h
und die Nebenbedingung = V = r² * Pi * h
Richtig! Was du dann tun musst: Du hast ja erstmal 2 Unbekannte: r und h. Diese beiden musst du in eine Beziehung setzen, dazu nutzt du die Nebenbedingung, denn dort hast du 2 bekannte Variablen (V und Pi) sowie die beiden Unbekannten. Also stellst du zum Beispiel h nach r um (geht auch als r nach h, aber dann kriegst du Wurzeln rein).
V = r² * Pi * h | / r² / Pi
.........V
h = -------
.......r² * Pi
Dadurch kannst du in der Zielfunktion dein h ersetzen und kriegst sie vollständig abhängig von r
O = 2 * r² * Pi + 2 * r * Pi * h
............................................V
O = 2 * r² * Pi + 2 * r * Pi * ----------
.........................................r² * Pi
noch schnell kürzen, dann steht da:
.....................2*V
O = 2*r²*Pi + ------
..................... r
Da die Oberfläche minimal sein soll, muss man von dieser Funktion den Extremwert ausrechnen, also die erste Ableitung nach r bilden.
..................,,2*V
O' = 4*r*Pi - -------- = 0
........................| gleichnamig machen
.......................r²
......4*r³*Pi - 2*V
0 = --------------
.......,,,,....r²
0 = 4*r³*Pi - 2*V
.......................( V
...........)
r= 3. Wurzel aus ( ----------- )
.......................( 2*Pi
.........)
Das ist eigentlich das Schema bei jeder Extremwertaufgabe:
1) Zielfunktion definieren
2) Nebenbedingung finden
3) die beiden Unbekannten über die Nebenbedingung in Verbindung setzen
4) eine Unbekannte aus der umgeformten Lösung der Nebenbedingung in die Zielfunktion einsetzen
5) Die 1. Ableitung der Zielfunktion bilden und lösen
Schreibst du demnächst eine Klausur oder so?
Tschü
ps. eigentlich müsste man auch noch beweisen, dass der so errechnete Extremwert ein Tiefpunkt ist und kein Hochpunkt, aber ich weiß nicht ob du das auch noch brauchst??
