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Extremwertaufgabe: brauche dringend Hilfe :(
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:04 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

Aufgabe
Ein technischer Assistent soll einige quaderförmige Plastikkästen ohne Deckel zum Aufbewahren von Glasgeräten kaufen. Der Preis je Kiste berechnet sich nach dem Materialverbrauch. Damit die Kisten nebeneinander in das Regal passen, muss die Seitenlänge einer Kiste genau 30cm betragen. Wie müssen die Breite und die Höhe gewählt werden, damit der Materialverbrauch (und damit der Preis) einer Kiste bei einem festen Volumen von 1920cm³ möglichst gering ist? Wie groß ist dann der Materialverbrauch?

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

Hey!
Könntet ihr mir bei dieser Aufgabe helfen? Das wäre suuuuper nett, komm da nämlich gar nicht weiter!
Danke schonmal
lg Lena

        
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Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:07 Fr 06.03.2009
Autor: Vuffi-Raa

Hallo,

[willkommenmr]

> Ein technischer Assistent soll einige quaderförmige
> Plastikkästen ohne Deckel zum Aufbewahren von Glasgeräten
> kaufen. Der Preis je Kiste berechnet sich nach dem
> Materialverbrauch. Damit die Kisten nebeneinander in das
> Regal passen, muss die Seitenlänge einer Kiste genau 30cm
> betragen. Wie müssen die Breite und die Höhe gewählt
> werden, damit der Materialverbrauch (und damit der Preis)
> einer Kiste bei einem festen Volumen von 1920cm³ möglichst
> gering ist? Wie groß ist dann der Materialverbrauch?
>  Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.
>
> Hey!
>  Könntet ihr mir bei dieser Aufgabe helfen? Das wäre
> suuuuper nett, komm da nämlich gar nicht weiter!
>  Danke schonmal
>  lg Lena

Wenn du nicht mehr weiterkommst, dann verrat uns doch erstmal wie du angefangen hast. :-)

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Extremwertaufgabe: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:16 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

Sorry da hab ich mich falsch ausgedrückt, ich weiß erst gar nicht wie man Anfangen soll, also ich weiß nur so viel das man die Formel V = a * b * h benutzen muss. ABer wie bekommt man a, b und h raus?

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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:07 Fr 06.03.2009
Autor: MathePower

Hallo Lena 19,

> Sorry da hab ich mich falsch ausgedrückt, ich weiß erst gar
> nicht wie man Anfangen soll, also ich weiß nur so viel das
> man die Formel V = a * b * h benutzen muss. ABer wie
> bekommt man a, b und h raus?


Die Seitenlänge a ist ja bekannt.

Nun, da benötigst Du noch die Oberfläche der oben offenen Kiste,
das ist dann Deine Zielfunktion.

[mm]V=a*b*h[/mm] ist die Nebenbedingung.


Gruß
MathePower

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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:54 Fr 06.03.2009
Autor: glie


> Ein technischer Assistent soll einige quaderförmige
> Plastikkästen ohne Deckel zum Aufbewahren von Glasgeräten
> kaufen. Der Preis je Kiste berechnet sich nach dem
> Materialverbrauch. Damit die Kisten nebeneinander in das
> Regal passen, muss die Seitenlänge einer Kiste genau 30cm
> betragen. Wie müssen die Breite und die Höhe gewählt
> werden, damit der Materialverbrauch (und damit der Preis)
> einer Kiste bei einem festen Volumen von 1920cm³ möglichst
> gering ist? Wie groß ist dann der Materialverbrauch?
>  Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.
>
> Hey!
>  Könntet ihr mir bei dieser Aufgabe helfen? Das wäre
> suuuuper nett, komm da nämlich gar nicht weiter!
>  Danke schonmal
>  lg Lena


Hallo Lena,

[willkommenmr]

mach dir zunächst mal klar, um welche Zielgröße es denn überhaupt geht.
Also dein Quader soll einfach mal allgemein die Maße a,b und h haben.

Es geht aber gar nicht um das Volumen, zumindest nicht direkt....

Lies nochmal, der "Materialverbrauch" soll "möglichst gering" sein.

Welche Größe beschreibt den Materialverbrauch und wie berechnest du diese in Abhängigkeit von a,b und h?

Das wäre der Anfang...bekommst du das hin?

Poste doch mal dein Ergebnis dann sehen wir weiter.


Gruß Glie

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Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:41 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

Irgendwie hat das Volumen 1920cm³ was mit der Oberfläche zutun.....oh man ich steh total auf dem Schlauch :( Sorry ich versteh nur Bahnhof

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Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:47 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

oder ist b = 30/h ??
Die Hauptbedingung ist 0 = 2ab + 2bc + 2ac

aber weiter komm ich nicht

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Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:50 Fr 06.03.2009
Autor: glie

Hallo Lena,

nur nicht verzweifeln, so schlimm ist das Ding doch gar nicht!

Also die Oberfläche der oben offenen Kiste berechnest du doch allgemein folgendermaßen:

[mm] \mm{O(a;b;h)=a*b+2*a*h+2*b*h} [/mm]

Das ist jetzt eine Funktion, die von DREI Variablen abhängt...

Was wir brauchen, ist die Oberfläche als Funktion von nur noch einer Variable...

Aber wir wissen ja noch jede Menge....

[mm] \mm{a=30} [/mm]

und

[mm] \mm{30*b*h=1920} [/mm]  (das nennt sich Nebenbedingung!)

Jetzt schaffst du das aber, dass du die Zielfunktion aufstellst oder??

Gruß Glie

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Extremwertaufgabe: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:02 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

ah ich glaub ich bin schon weiter
stimmt das :
0 = 30 * b + 2 * 30 * h + 2 *b *h

30 * b * h = 1920  d.h. b = 64 / h

dann b in Oberfläche einsetzen

0 = 30 * 64/h + 2 * 30h + 2 * 64/h

0= 1920/h + 60h + 128 <--- also ist das doch die Zielfunktion wenn das richtig ist?!

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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:09 Fr 06.03.2009
Autor: glie


> ah ich glaub ich bin schon weiter
>  stimmt das :
>  0 = 30 * b + 2 * 30 * h + 2 *b *h
>  
> 30 * b * h = 1920  d.h. b = 64 / h   [ok]
>  
> dann b in Oberfläche einsetzen
>  
> 0 = 30 * 64/h + 2 * 30h + 2 * 64/h    [ok]
>  
> 0= 1920/h + 60h + [mm] 128\red{/h} [/mm] <--- also ist das doch die
> Zielfunktion wenn das richtig ist?!

Fast hinten hast du das geteilt durch h vergessen ich habs rot eingefügt....
das kann man jetzt noch zusammenfassen

[mm] O(h)=\bruch{1920}{h}+\bruch{128}{h}+60*h=\bruch{2048}{h}+60*h [/mm]

Gut schonmal was geschafft, und wie machst du jetzt weiter?
Die Oberfläche soll ja minimal werden!

Gruß Glie


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Extremwertaufgabe: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:13 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

okay, dann würd ich sagen Ableitungen bilden

O(h) = 2048/h + 60h

O(h)' = 2048/h² + 60

O(h)'' = 4096/h³

stimmt das? und was muss man da jetzt einsetzen?

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Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:18 Fr 06.03.2009
Autor: glie


> okay, dann würd ich sagen Ableitungen bilden  [ok]
>  
> O(h) = 2048/h + 60h
>  
> O(h)' = [mm] \red{-}2048/h² [/mm] + 60   [notok]

Da fehlt ein Minus denn  die Ableitung von [mm] \bruch{1}{h} [/mm] ist [mm] -\bruch{1}{h^2} [/mm]

>  
> O(h)'' = 4096/h³    

Das stimmt jetzt wieder und zwar weil du wieder das Minus vergessen hast, und die zwei vergessenen Minüsser sich wieder aufheben.

>
> stimmt das? und was muss man da jetzt einsetzen?

Na ja um ein Extremum einer Funktion (hier ein Minimum) zu finden, muss die Bedingung O'(h)=0 erfüllt sein.


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Bezug
Extremwertaufgabe: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:22 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

Ja aber wenn ich jetzt in O ' 0 einsetze dann kommt ja eh 0 raus, oder eher gesagt das lässt sich nicht auflösen

Bezug
                                                                
Bezug
Extremwertaufgabe: autsch
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:27 Fr 06.03.2009
Autor: glie


> Ja aber wenn ich jetzt in O ' 0 einsetze dann kommt ja eh 0
> raus, oder eher gesagt das lässt sich nicht auflösen

Das ist grober Unfug denn x=0 kannst du gar nicht einsetzen, da der Term gar nicht definiert ist...ausserdem gehts völlig am Ziel vorbei.


Du musst denjenigen x-Wert finden für den die Ableitung den Wert Null annimmt, also folgende Gleichung lösen:

[mm] -\bruch{2048}{h^2}+60=0 [/mm]



Bezug
                                                                        
Bezug
Extremwertaufgabe: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:34 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

oooh sorry, das war peinlich *schäm*
Also das was ich jetzt raus hab ist das  h ungefähr 5,85cm ist ?!

Bezug
                                                                                
Bezug
Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:35 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

Aber danke schön, du hast mir schon sehr sehr geholfen :)
Noch eine kleine Frage, ändert sich viel wenn man einen Deckel für die Kiste hat?

Bezug
                                                                                
Bezug
Extremwertaufgabe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:42 Fr 06.03.2009
Autor: glie


> oooh sorry, das war peinlich *schäm*
>  Also das was ich jetzt raus hab ist das  h ungefähr 5,85cm
> ist ?!   [ok]

Der Vollständigkeit halber muss gesagt werden dass die Gleichung auch noch die Lösung -5,85 hat, aber die kommt ja für unsere Höhe nicht in Frage.

Du bist fast am Ziel.
Es felht noch der Nachweis dass die Oberfläche für x=5,85 wirklich minimal wird. Nicht dass wir noch eine böse Überraschung erleben und die Oberfläche wird da maximal!

Also setzen wir x=5,85 in die zweite Ableitung von O(h) ein und wenn wir dort etwas positives erhalten, dann liegt tatsächlich ein Minimum vor.


Gruß Glie


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Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:46 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

O(5,58) '' = 23,57 > also 0 also ein relatives Minimum ;)

Perfekt oder?

Noch eine kurze Frage, ist das schwerer wenn jetzt noch ein Deckel dabei wäre?

Bezug
                                                                                                
Bezug
Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:52 Fr 06.03.2009
Autor: glie


> O(5,58) '' = 23,57 > also 0 also ein relatives Minimum ;)
>  
> Perfekt oder? [ok]

Na wer sagts denn!! Geschafft!!

>  
> Noch eine kurze Frage, ist das schwerer wenn jetzt noch ein
> Deckel dabei wäre?

Das einzige was dann schwerer wird, ist die Kiste :-)

Nein im Ernst, dann musst du nur die Oberflächenfunktion entsprechend anpassen:

[mm] \mm{O=2ab+2ah+2bh} [/mm]

Dann alles genauso wie gerade.

Gruß Glie




Bezug
                                                                                                        
Bezug
Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:55 Fr 06.03.2009
Autor: Lena19

Wow super :) Danke schön wirklich, so werd ich dann morgen meine Klausur schaffen ;) Muss die nämlich nachschreiben!
Danke danke danke schön ;) War eigtl gar nicht so schwer
Schönes Wochenende noch
lg Lena

Bezug
                                                                                                                
Bezug
Extremwertaufgabe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 23:59 Fr 06.03.2009
Autor: glie

Wünsch dir viel Glück!

Bezug
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